WO2015090999A1 - Verfahren zur klassifikation einer empfangenen fahrzeug-zu-x-botschaft - Google Patents

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WO2015090999A1
WO2015090999A1 PCT/EP2014/076571 EP2014076571W WO2015090999A1 WO 2015090999 A1 WO2015090999 A1 WO 2015090999A1 EP 2014076571 W EP2014076571 W EP 2014076571W WO 2015090999 A1 WO2015090999 A1 WO 2015090999A1
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sender
receiver
information
area
vehicle
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PCT/EP2014/076571
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Ulrich STÄHLIN
Richard Scherping
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/14—Yaw

Definitions

  • the invention relates to a method for classifying a received vehicle-to-X message according to the preamble of claim 1.
  • vehicle-to-X-communication systems both (for in ⁇ formation transfer between different vehicles (vehicle-to-vehicle communication) between vehicles and infrastructures vehicle-to-infrastructure are already known, Communication) are suitable. Both variants are usually summarized under the generic term vehicle-to-X communication. Due to the in particular ⁇ sondere occurring in urban traffic areas high density of vehicle-to-X messages and the associated high information density filter methods are already known which warping the received vehicle-to-X messages in the receiver to be processed relevant information and classify irrelevant information.
  • DE 10 2010 038 640 AI describes a device and a method for vehicle-to-X communication.
  • the disclosed method is based on a combination of different communication technologies each, which have different properties.
  • a first communication channel can be designed, for example, as a mobile radio channel, while a second communication channel is designed as a WLAN channel.
  • a sender-side sorting of the information to be sent it is determined which type of information is sent via which communication channel.
  • DE 10 2010 038 640 AI periodically occurring or static In ⁇ formations are transmitted via the first channel, while safety-relevant information is transmitted via the second channel.
  • DE 10 2008 060 231 A1 describes a method for selecting different data transmitted by means of vehicle-to-X communication. On the basis of a data frame, the different received data are distinguished by a data filter in the receiving device and forwarded, for example, to a driver assistance system or a entertainment device. This allows a sorting of the received data before their actual processing.
  • AI data preprocessing for received vehicle-to-X messages is known, which precedes a forwarding of the messages to the associated applications and systems in the vehicle and their processing by these applications and systems.
  • the data preprocessing can include the verification of a security level of the message and additionally perform a data reduction.
  • the data reduction causes information about specific objects or situations to be hidden and not forwarded and processed accordingly. For example, Infor ⁇ mation are objects that are too far away from the receiving vehicle or information about objects that can be accessed from the vehicle only after a certain period of time, not considered. Likewise, many locally near objects with fundamentally the same behavior are combined to form a situation, eg a traffic jam. The exclusive consideration of objects which are located in the intended movement of the vehicle, is possible.
  • DE 10 2012 204 880 A1 discloses a method for reducing the computational load in a data security check of data packets received by means of vehicle-to-X communication.
  • the data security check here consists of checking a cryptographic algorithm encrypted signature, which is associated with high computational effort and the use of dedicated electronics required.
  • preprocessing of the received vehicle-to-X messages is first undertaken, which prioritizes these in different categories. The prioritization can be done on the basis of different criteria, such as distance of the transmitter to the receiver or TTC (time to collision) of the transmitter to the receiver.
  • TTC time to collision
  • Vehicle-to-X message solved according to claim 1. relates to a method for classifying a received vehicle-to-X message, wherein the vehicle-to-X message is sent by a sender and received by a receiver performing the classification, wherein the vehicle-to-X Message first information of the sender, wherein the first information of the recipient are determined by sensor, from the first information of the sender a sender area is determined and from the first information of the receiver a receiver area is determined and wherein the classification in accordance with an overlap of the sender area with the recipient area is determined.
  • the classification is relatively more accurate and reliable than pure distance-based classification method that make the classi fication ⁇ substantially from the spatial distance of the sender to the receiver depends.
  • This comparatively greater reliability ⁇ leads in consequence to the fact that a lower total number of received vehicle-to-X messages is classified by the receiver to be relevant by the inventive method, since the classification registered as loading is relatively reliable and therefore also not clearly classi ⁇ fiable vehicle-to-X messages within a classi ⁇ fikationstoleranz Schemes are classified as not relevant for precautionary taking a precaution.
  • the required computing capacity which must be retained for the at any time secure evaluation of the vehicle-to-X messages classified as relevant, is also reduced.
  • the sender area is a spatial area in which the sender will hold a relatively high degree of probability within a predetermined period on ⁇ , ie, that the sender is not leave the sender area within the predetermined period of time with a comparatively very high probability.
  • the receiver area is a spatial area in which the receiver will be present with a comparatively high probability within a predetermined period of time, ie. that is, that the receiver will not leave the receiver area within the predetermined period of time with a comparatively very high probability.
  • the vehicle-to-X message is a so-called Cooperative Awareness Message (CAM).
  • CAM Cooperative Awareness Message
  • This type of message is usually sent periodically, in particular at frequencies of 10 Hz, from a sender and contains a number of pieces of information about the status of the sender.
  • WLAN connection in particular according to IEEE 802.11p, ISM connection (Industrial, Scientific, Medical Band),
  • WiMax ® connection Worldwide Interoperabil- ity for Microwave Access
  • connection types offer different advantages, depending on the type, wavelength and data protocol used. So some of these connection types eg allow a relatively high data transfer rate and a ver ⁇ tively quick connection, while others are suitable largely well around for data transmission to obstructions. The combination and simultaneous or parallel use of several of these types of connection results in further advantages, as well as disadvantages of individual connec ⁇ tion types can be compensated.
  • both the sender and the receiver are vehicles, in particular motor vehicles.
  • the first information comprises a position indication, an orientation and a speed.
  • the first information thus makes it possible to estimate an area in which the receiver or the sender are with a certain probability within a certain period of time.
  • the position indication can be determined, for example, by means of a GNSS such as GPS or Gallileo. But also so-called map-matching method or Koppelnavigationshabilit (each individually or in any combination) are possible. From the derivation of the position information after the time can then Furthermore, the speed and the direction of the Ge ⁇ speed, the orientation can be determined.
  • the orientation in the sense of the invention refers to an orientation of the sender, that is, the direction of a VELOCITY ⁇ keitsvektors of the sender.
  • the sender's first information prefferably be read out from a network layer of a vehicle-to-X communication system of the recipient.
  • a network layer of a vehicle-to-X communication system of the recipient In particular, in the processing of received CAMs, such a procedure is even particularly useful.
  • the first information of the sender is already available in the network layer of the vehicle-to-X communication system.
  • the sender's first information is therefore immediately available to the recipient without delay and does not first have to be forwarded to higher protocol layers of the vehicle-to-X communication system for evaluation.
  • second information of the sender is calculated from the first information of the sender and that second information of the recipient is calculated from the first information of the recipient and / or that second information of the recipient is determined by sensor.
  • additional information is available, which can be used, for example, for additional description of own creations or the behavior of the sender or recipient.
  • the sensory determination of the second information is preferably carried out over the typi ⁇ cally present in a motor vehicle sensor technology, like something ESC sensors in the form of acceleration sensors Lenkwin- kelsensoren, yaw rate sensors or wheel speed sensors or environment sensors in the form of camera sensors, radar sensors, ultrasound sensors or Lidarsensoren.
  • the determination of the second information of the sender from the first information of the sender, which are contained in the received vehicle-to-X message, is preferably carried out by higher proto ⁇ koll Anlagenen the vehicle-to-X communication system of the receiver.
  • the network layer of the vehicle-to-X communication system of the receiver carries on the received vehicle-to-X message to the higher protocol layers and further processes or evaluates the information contained in the vehicle-to-X message there become.
  • the second information of the sender be used in addition to a determination of the sender area and / or that the second information of the receiver be used in addition to a determination of the recipient area.
  • a total of more information is available to determine the sender area or the recipient area, or the first information is evaluated via the second information more extensively to determine the sender area or the recipient area. This allows a more reliable and accurate determination of the sender area or the recipient area.
  • the second information includes a yaw rate and / or a yaw acceleration and / or a longitudinal acceleration. This information is particularly useful for making the sender area or recipient area even more secure and reliable.
  • the second information of the sender are determined as described ⁇ be ⁇ from the first information of the sender and the second information of the recipient are determined either from the first information of the recipient or the recipient sensory determined.
  • a simultaneous determination of the second information of the receiver from the first information of the receiver and sensor is possible according to the invention.
  • it is particularly preferably provided that an absolute value of the yaw rate of the sender for determining the sender area and / or that an absolute value of the yaw rate of the receiver for determining the receiver area is used.
  • the position information of the sender and the receiver are converted into a Cartesian coordinate system, wherein the position of the receiver is the origin of the coordinate system and the sender area and the receiver area are determined in the Cartesian coordinate system. This simplifies the loading ⁇ calculation of the sender area, the receiving zone and of overlap of the sender area with receiver area for the receiver. Thus, the required computing power can be further reduced.
  • a return route from the position information of the sender is calculated and for loading ⁇ consent of the recipient area first a receiver route, starting calculated from the position information of the recipient.
  • the sender route represents the route that the Sender is expected to travel within the given time frame, eg assuming a constant speed.
  • the sender route is thus expediently used to determine an extension of the sender area.
  • the receiver path that this route is that the receiver is expected, for example, also assuming a constant rate - is reset place within the predetermined time period to ⁇ .
  • the receiver path is thus expediently used to determine an extent of the receiver area.
  • the sender link is calculated particularly expedient from the speed of the sender and the receiver route is calculated particularly expedient from the speed of the receiver.
  • the sender link is calculated from the sender's first and / or second information for a period of time
  • the recipient route is calculated from the first and / or second information of the recipient for the period of time, wherein additionally a timing inaccuracy of the first information of the sender and / or a registration inaccuracies of the first information of the recipient and / or a billing uncertainty of the second information of the sender and / or the recipient is taken into account.
  • the sender route or the receiver route are thus calculated for a predetermined period of time or which can be selected as required or as required.
  • the second information is also used for the calculation if necessary, and if additional newspaper inaccuracies or registration inaccuracies or calculation uncertainties are taken into account, then the probability is that the sender will cover a distance greater than the calculated sender in the time span. derumble, especially low.
  • the first calcu ⁇ planning uncertainty of the time, the speed and acceleration is calculated is. Since speed and acceleration can vary over time, accounting for these magnitudes is particularly advantageous for accounting uncertainty.
  • the Erticiansunlock may be determined at ⁇ play by means of known stochastic process.
  • the sender area is turned by a sender rotation angle, the sender rotation angle being calculated from the yaw rate and the yaw acceleration of the sender as well as the time interval, and for the receiver area to be rotated by a receiver rotation angle, wherein the receiver rotation angle is calculated from the yaw rate and the yaw acceleration of the receiver and the time interval.
  • the case characterizes the sender field or the recipient region in turning to the sender or the receiver rotation angle of rotation angle of the sender path or receptions and seminars ⁇ gerst recke swept area.
  • the Ab ⁇ sender area by a sender polygon is determined in detail and that the receiver area is qualified by a receiver polygon, wherein a number of corners of the sender of the polygon depending on the yaw rate of the Sender is selected and wherein a number of vertices of the recipient polygon are selected depending on the yaw rate of the receiver.
  • a second classification can advantageously be carried out, which complements or specifies the first classification.
  • the classification by means of the sender polygon and the recipient polygon can also be carried out instead of the classification by means of the sender circle and the recipient circle.
  • At least two different time periods are used as classifi ⁇ z istellen and the classification is done in at least three categories.
  • a classification into three different categories, eg irrelevant, relevant, critical, has proven to be sufficient for the usual field of application.
  • the classification can be further specified by the inclusion of further time periods or classification thresholds, but then also increases the required computational effort.
  • the classification preferably takes place in such a way that the sender area and the recipient area are checked for overlap with the largest time span or the largest classification threshold until overlap freedom for a classification threshold is recognized or the vehicle-to-X message is eventually classified as belonging to the most critical message group.
  • the time spans or the classification thresholds for a particular sender or for all received vehicle-to-X messages of a particular sender be subjected to a hysteresis effect.
  • the time intervals or the classification ⁇ fiz istsschwellen in dependence of the classification of the last received from that sender vehicle-to-X-message at a predetermined frame to be adjusted to sudden differences in the classification of successive vehicle-to-X messages one and the same sender as possible to avoid.
  • a processing order of the received vehicle-to-X messages is made depending on their classification. This ensures that the vehicle-to-X messages classified as critical or relevant can be processed quickly and, above all, can be processed reliably, since as a rule there is still sufficient free space for the first vehicle-to-X messages to be processed Computing capacity is available. The vehicle-to-message messages classified as non-relevant are only subsequently processed, provided that computing capacity is still available.
  • FIG. 1 shows an exemplary sequence of the method according to the invention in the form of a flow chart
  • FIG. 2 shows, by way of example, a sender with a sender area and a receiver with a receiver area.
  • step 101 a vehicle-to-X message sent by a sender is first received by a receiver.
  • the vehicle-to-X message is a so-called CAM, which is sent and received via WLAN in accordance with IEEE 802.11p and contains, inter alia, a position specification, an orientation and a speed of the sender.
  • the position information is described by way of example in GPS coordinates.
  • Both the sender and the consignee are motor vehicles each equipped with a vehicle-to-X communication system.
  • the method according to the invention with the exception of the transmission of the vehicle-to-X message, is carried out by the receiver.
  • step 102 the position indication, the Orien ⁇ orientation and the speed of the vehicle-to-X-message from the network layer of the vehicle-to-X communication system of the receiver is read out.
  • this information is available immediately after receipt already at the receiver.
  • step 103 a determination of the position information, the orientation and the speed of the receiver by means of sensors present in the receiver.
  • sensors present in the receiver By way of example, it is a GPS receiver whose determined position information is improved by an odometry method based on wheel speed sensors.
  • step 104 are from the receiver from the position, the orientation and the Speed of the sender determines the yaw rate and the Lijnsbe ⁇ acceleration of the sender.
  • step 105 the orientation and the velocity of the receiver determines the yaw rate and the Leksbe ⁇ acceleration of the receiver from the receiver of the position information. This determination takes place in a dedicated electronic control unit of the recipient.
  • step 106 the yaw rate and the longitudinal acceleration of the receiver are sensed by the receiver by means of an acceleration sensor and a yaw rate sensor.
  • the sender link is calculated by the recipient in step 107. Both for the calculation of the distance sender as well as for calculating the receiver distance, and later of the sender area or the receiving area are treated IMPRECISION ⁇ possibilities and uncertainties mathematically in the same way.
  • the speed, the acceleration and the yaw rate thus increase both their inaccuracies and their uncertainties, which represent parameters to be set in each case.
  • the yaw rate it should also be taken into consideration that, for simplification, for example, this is regarded as an absolute value, as a result of which the sender area or the receiver area fanned in two directions.
  • the position information is first converted into a Cartesian coordinate system with origin (0
  • the newspaper inaccuracy is the newspaper inaccuracy or the maximum possible time deviation of a Zeitforschreibe issued the recipient or the sender.
  • the time updater of both the receiver and the sender is implemented as a GPS-based clock.
  • step 108 the receiver path is calculated analogously to just be ⁇ written contexts.
  • step 109 the sender route is now rotated by the sender rotation angle. The rotation of the sender track is carried out to the position ⁇ onsangabe the sender as a fulcrum.
  • the sender rotation angle results, for example in accordance with fol ⁇ constricting context:
  • step 110 the receiver rotation angle is calculated analogously to the context just described.
  • step 111 the area covered by the sender route is superimposed with a sender circle whose diameter corresponds to the length of the sender route.
  • step 112 the area swept over by the receiver route is superposed with a receiver circuit.
  • step 113 it is then checked whether the receiver circuit and the sender circuit overlap. If the receiver circle and the sender circle do not overlap, ie there is no overlap between the receiver circle and the sender circle, then the received vehicle-to-X message is classified as irrelevant in step 114. Similarly, the sender is classified as not relevant to the recipient. However, if there is an overlap between the receiver circuit and the sender circuit, then in steps 115 and 116, polygons are determined that further define the sender area and the receiver area, respectively.
  • the sender polygon is first determined.
  • the number of corners of the sender polygon is determined depending on the yaw rate of the sender or depending on the sender rotation angle.
  • the sender polygon and the recipient polygon take greater account of the behavior of the sender or recipient, resulting in a more meaningful and reliable classification.
  • the following three cases are distinguished:
  • the inaccuracy of the position indication is the inaccuracy ⁇ or the maximum possible position deviation of the GPS-based position specified.
  • the coordinates are given in the Cartesian coordinate system (x I y), where x points in the direction of travel of the sender when calculating the sender polygon.
  • the receiver polygon is determined analogously to the determination of the Absen ⁇ derpolygons.
  • yaw rates were simply considered absolute values.
  • this is not the case and, accordingly, a case distinction is made for the left and right sides of the sender polygon and the receiver polygon, ie, the left and right sides of a polygon are calculated with different yaw rates or rotation angles. However, polygons with a maximum of seven corners are still created. The further steps therefore remain unchanged.
  • step 117 it is now checked whether there is an overlap between the sender polygon and the recipient polygon. Checking whether there is an overlap, there occurs play examples according to the so-called. "Polygon Collision" process. If no overlap exists, the received vehicle-to-X message in step 118 as not being relevant is classified ⁇ sified Similarly, the sender is classified as not relevant to the recipient, however, if there is an overlap between the sender polygon and the recipient polygon, the process continues in step 119. In step 119, a new time period is selected, which is shorter than the one previously selected period of time. then, re-determined the Absen ⁇ derpolygon and the recipient polygon for the new, shorter in comparison period in step 119. Since the new period is shorter than the previously selected, and the sender polygon and the receiver polygon are correspondingly smaller Furthermore, in step.
  • step 119 checks whether there is an overlap of the sender polygon determined by the shorter time period with the receiver polygon determined by means of the shorter time span. If this is not the case, ie if there is no overlap, the received vehicle-to-X message is classified as relevant by the receiver in step 120. Likewise, the sender is in step
  • the received vehicle-to-message and the sender are classified as relevant, for example.
  • Sender 21 and receiver 23 are each motor vehicles that communicate by means of vehicle-to-X communication systems and exchange vehicle-to-X messages.
  • Receiver 23 executes the method according to the invention.
  • Sender area 22 was once designated as sender circle 25 and once as sender polygon 26.
  • Sender polygon 26 has seven corners, since sender 21 travels comparatively slowly and has a comparatively large yaw rate.
  • Receiver area 24 has been determined as Emp ⁇ catcher circle 27 and once as a receiver polygon 28th
  • Receiver polygon 28 has, for example according to six corners because receiver 23 moves relatively quickly and has a ver ⁇ paratively low yaw rate.
  • Both sender circuit 25 and polygon sender 26 and receiver circuit 27 and Emp ⁇ catcher polygon 28 were determined from the receiver 23 in a Cartesian coordinate system whose origin is located receiver 23rd As can be seen, there is an overlap between sender circuit 25 and receiver circuit 27, which has led, for example, to receiver 23 not being able to classify the vehicle-to-X messages received from sender 21 as irrelevant, but rather to analyze them further. Accordingly, receiver 23 has then determined sender polygon 26 and recipient polygon 28. Since sender polygon 26 and recipient polygon 28 do not overlap, receiver 23 classifies the vehicle-to-X messages received from sender 21 as relevant, but not critical.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaft, wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaft von einem Absender (21) gesendet wird und von einem die Klassifikation ausführenden Empfänger (23) empfangen wird, wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaft erste Informationen des Absenders (21) enthält und wobei erste Informationen des Empfängers (23) sensoriell bestimmt werden, wobei aus den ersten Informationen des Absenders (21) ein Absendergebiet (22) bestimmt wird und aus den ersten Informationen des Empfängers (23) ein Empfängergebiet (24) bestimmt wird und dass die Klassifikation nach Maßgabe eines Überlapps des Absendergebiets (22) mit dem Empfängergebiet (24) bestimmt wird.

Description

Besehreibung
Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen
Fahrzeug-zu-X-Botschaft
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaft gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Im Stand der Technik sind bereits Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssysteme bekannt, die sowohl zur In¬ formationsübertragung zwischen verschiedenen Fahrzeugen (Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation) als auch zwischen Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen (Fahr- zeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation) geeignet sind. Beide Varianten werden üblicherweise unter dem Oberbegriff Fahr- zeug-zu-X-Kommunikation zusammengefasst . Aufgrund der insbe¬ sondere in innerstädtischen Verkehrszonen auftretenden hohen Dichte von Fahrzeug-zu-X-Botschaften und der damit einhergehenden hohen Informationsdichte sind bereits Filterverfahren bekannt, welche die empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften in vom Empfänger zu verarbeitende relevante Informationen und zu verwerfende irrelevante Informationen klassifizieren.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2010 038 640 AI eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation . Das offenbarte Verfahren basiert auf einer Kombination jeweils unterschiedlicher Kommunikationstechnologien, welche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Ein erster Kommunikationskanal kann z.B. als Mobilfunkkanal ausgeführt sein, während ein zweiter Kommunikationskanal als WLAN-Kanal ausgeführt ist. Mittels einer senderseitigen Sortierung der zu versendenden Informationen wird festgelegt, welche Informationsart über welchen Kommunikationskanal versendet wird. Gemäß der DE 10 2010 038 640 AI werden periodisch auftretende oder statische In¬ formationen über den ersten Kanal übertragen, während sicherheitsrelevante Informationen über den zweiten Kanal übertragen werden. Die DE 10 2008 060 231 AI beschreibt ein Verfahren zum Selektieren von unterschiedlichen, mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation übertragenen Daten. Anhand eines Daten-Frames werden die unterschiedlichen empfangenen Daten von einem Datenfilter in der Empfangsvorrichtung unterschieden und beispielsweise an ein Fahrerassistenzsystem oder eine Unter- haltungseinrichtung weitergeleitet. Dies ermöglicht eine Sortierung der empfangenen Daten vor deren eigentlicher Verarbeitung .
Aus der DE 10 2010 002 092 AI ist eine Datenvorverarbeitung für empfangene Fahrzeug-zu-X-Botschaften bekannt, welche einer Weiterleitung der Botschaften an die zugehörigen Anwendungen und Systeme im Fahrzeug sowie deren Verarbeitung durch diese Anwendungen und Systeme vorausgeht. Die Datenvorverarbeitung kann dabei die Überprüfung eines Sicherheitslevels der Botschaft umfassen und zusätzlich eine Datenreduktion ausführen. Die Datenreduktion bewirkt, dass Informationen über bestimmte Objekte oder Situationen ausgeblendet und entsprechend nicht weitergeleitet und verarbeitet werden. So werden etwa Infor¬ mationen über Objekte, welche zu weit vom empfangenden Fahrzeug entfernt sind bzw. Informationen über Objekte, die vom Fahrzeug erst nach einer bestimmten Zeitspanne erreicht werden, nicht berücksichtigt. Ebenso werden viele örtlich nahe Objekte mit grundsätzlich gleichem Verhalten zu einer Situation zusam- mengefasst, z.B. zu einem Stau. Auch die ausschließliche Be- rücksichtigung von Objekten, welche sich im vorgesehenen Bewegungsschlauch des Fahrzeugs befinden, ist möglich. Die von den einzelnen Anwendungen zu verarbeitende Datenmenge kann dadurch reduziert werden. Die DE 10 2012 204 880 AI offenbart ein Verfahren zur Reduzierung der Rechenlast bei einer Datensicherheitsprüfung von mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation empfangenen Datenpaketen. Die Datensicherheitsprüfung besteht hier aus dem Überprüfen einer mittels kryptografischer Algorithmen verschlüsselten Signatur, welche mit hohem Rechenaufwand verbunden ist und den Einsatz dedizierter Elektronik erforderlich macht. Zur Reduzierung der Rechenlast wird zunächst eine Vorverarbeitung der empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften vorgenommen, welche diese in un- terschiedliche Kategorien priorisiert. Die Priorisierung kann dabei an Hand unterschiedlicher Kriterien, wie z.B. Abstand des Senders zum Empfänger oder TTC (time to collision) des Senders zum Empfänger erfolgen. Zunächst werden nur die Signaturen von mit hoher Priorität versehenen Datenpaketen überprüft. Falls anschließend noch freie Rechenkapazität zur Verfügung steht, werden weitere Datenpakete überprüft. Ebenso wird die Mög¬ lichkeit beschrieben, den Inhalt eines Datenpakets mittels Umfeldsensordaten zu verifizieren, wodurch auf eine Überprüfung der Signatur verzichtet werden kann
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind jedoch insofern nachteilbehaftet, als dass diese die Klassifizierung der auszuwertenden Fahrzeug-zu-X-Botschaften abhängig von vergleichsweise unflexiblen Kriterien und insbesondere unter Aufwendung von vergleichsweise hohem Rechenaufwand vornehmen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Klassifizierungsverfahren für empfangene Fahrzeug-zu-X-Botschaften vorzuschlagen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen
Fahrzeug-zu-X-Botschaft gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaft , wobei die Fahr- zeug-zu-X-Botschaft von einem Absender gesendet wird und von einem die Klassifikation ausführenden Empfänger empfangen wird, wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaft erste Informationen des Absenders enthält, wobei erste Informationen des Empfängers sensoriell bestimmt werden, wobei aus den ersten Informationen des Absenders ein Absendergebiet bestimmt wird und aus den ersten Informationen des Empfängers ein Empfängergebiet bestimmt wird und wobei die Klassifikation nach Maßgabe eines Überlapps des Absendergebiets mit dem Empfängergebiet bestimmt wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass insbesondere gegenüber sog. probabilistischen Verfahren eine vergleichsweise rechenzeit- effiziente Klassifikation der empfangenen Fahr- zeug-zu-X-Botschaften unter Berücksichtigung der ersten Informationen möglich wird. Zudem ist die Klassifikation vergleichsweise präziser und zuverlässiger ist als reine ab- standsbasierte Klassifikationsverfahren, welche die Klassi¬ fikation im Wesentlichen vom räumlichen Abstand des Absenders zum Empfänger abhängig machen. Diese vergleichsweise größere Zu¬ verlässigkeit wiederum führt in Konsequenz dazu, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt eine geringere Anzahl von empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften durch den Empfänger als relevant klassifiziert wird, da die Klassifikation wie be- schrieben vergleichsweise zuverlässiger ist und daher nicht aus Vorsichtnahme sicherheitshalber auch nicht eindeutig klassi¬ fizierbare Fahrzeug-zu-X-Botschaften innerhalb eines Klassi¬ fikationstoleranzbereichs als relevant klassifiziert werden. Somit reduziert sich weiterhin also auch die benötigte Re- chenkapazität , welche zur jederzeit sicheren Auswertung der als relevant klassifizierten Fahrzeug-zu-X-Botschaften vorgehalten werden muss. Das Absendergebiet ist dabei ein räumliches Gebiet, in welchem sich der Absender mit einer vergleichsweise sehr hohen Wahrscheinlichkeit innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne auf¬ halten wird, d.h. also, dass der Absender das Absendergebiet innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne mit einer vergleichsweise sehr hohen Wahrscheinlichkeit nicht verlassen wird.
Das Empfängergebiet ist dabei ein räumliches Gebiet, in welchem sich der Empfänger mit einer vergleichsweise sehr hohen Wahrscheinlichkeit innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne aufhalten wird, d.h. also, dass der Empfänger das Empfängergebiet innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne mit einer vergleichsweise sehr hohen Wahrscheinlichkeit nicht verlassen wird. Je größer der Überlapp bzw. der innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne zu erwartende Überlapp des Absendergebiets mit dem Empfängergebiet ist, als desto relevanter können die empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften durch den Empfänger klassifiziert werden. Sofern überhaupt kein Überlapp besteht bzw. kein Überlapp zu erwarten ist, kann die Fahrzeug-zu-X-Botschaft z.B. als irrelevant klassifiziert werden.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Fahrzeug-zu-X-Botschaft eine sog. Cooperative Awareness Message (CAM) ist. Diese Gattung von Botschaften wird üblicherweise periodisch, insbesondere mit Frequenzen von 10 Hz, von einem Absender gesendet und enthält eine Reihe von Informationen über den Zustand des Absenders.
Es ist vorteilhaft, dass die Fahrzeug-zu-X-Botschaft mittels mindestens einer der folgenden Verbindungsarten gesendet und empfangen wird:
- WLAN-Verbindung, insbesondere nach IEEE 802.11p, ISM-Verbindung (Industrial, Scientific, Medical Band) ,
- Bluetooth®-Verbindung,
- ZigBee-Verbindung,
- UWB-Verbindung (Ultra Wide Band) ,
- WiMax®-Verbindung (Worldwide Interoperabil- ity for Microwave Access) ,
Infrarotverbindung und
- Mobilfunkverbindung.
Diese Verbindungsarten bieten dabei unterschiedliche Vorteile, je nach Art, Wellenlänge und verwendetem Datenprotokoll. So ermöglichen einige der genannten Verbindungsarten z.B. eine vergleichsweise hohe Datenübertragungsrate und einen ver¬ gleichsweise schnellen Verbindungsaufbau, andere hingegen eignen sich weitestgehend gut zur Datenübertragung um Sichthindernisse herum. Durch die Kombination und gleichzeitige bzw. parallele Nutzung mehrerer dieser Verbindungsarten ergeben sich weitere Vorteile, da so auch Nachteile einzelner Verbin¬ dungsarten ausgeglichen werden können.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass sowohl der Absender als auch der Empfänger Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind.
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass die ersten Infor- mationen eine Positionsangabe, eine Orientierung und eine Geschwindigkeit umfassen. Die ersten Informationen ermöglichen somit eine Abschätzung eines Gebiets, in welchem sich der Empfänger bzw. der Absender mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit innerhalb einer gewissen Zeitspanne aufhalten werden. Die Positionsangabe kann dabei z.B. mittels eines GNSS wie etwa GPS oder Gallileo bestimmt werden. Aber auch sog. Map-Matching-Verfahren oder Koppelnavigationsverfahren (jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen) sind möglich. Aus der Ableitung der Positionsangabe nach der Zeit kann dann weiterhin die Geschwindigkeit und aus der Richtung der Ge¬ schwindigkeit kann die Orientierung bestimmt werden.
Die Orientierung im Sinne der Erfindung bezeichnet eine Aus- richtung des Absenders, d.h. die Richtung eines Geschwindig¬ keitsvektors des Absenders.
Es ist zweckmäßig, dass die ersten Informationen des Absenders von einer Netzwerkschicht eines Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystems des Empfängers ausgelesen werden. Insbesondere bei der Verarbeitung von empfangenen CAMs ist ein derartiges Vorgehen sogar besonders zweckmäßig. Somit stehen unmittelbar nach dem physikalischen Empfang der Fahr- zeug-zu-X-Botschaft durch ein geeignetes Antennenelement des Empfängers bereits in der Netzwerkschicht des Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystems die ersten Informationen des Absenders zur Verfügung. Die ersten Informationen des Absenders stehen dem Empfänger also unmittelbar und ohne Zeitverzug zur Verfügung und müssen nicht zunächst zur Auswertung an höhere Protokollschichten des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems weitergeleitet werden.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass aus den ersten Informationen des Absenders zweite Informationen des Absenders errechnet werden und dass aus den ersten Informationen des Empfängers zweite Informationen des Empfängers errechnet werden und/oder dass zweite Informationen des Empfängers sensoriell bestimmt werden. Somit stehen zusätzliche Informationen zur Verfügung, die beispielsweise zur zusätzlichen Beschreibung von Eigen- schaffen bzw. des Verhaltens des Absenders bzw. Empfängers herangezogen werden können. Die sensorielle Bestimmung der zweiten Informationen erfolgt dabei bevorzugt über die typi¬ scherweise in einem Kraftfahrzeug vorhandene Sensorik, wie etwas ESC-Sensorik in Form von Beschleunigungssensoren, Lenkwin- kelsensoren, Gierratensensoren bzw. Raddrehzahlsensoren oder auch Umfeldsensorik in Form von Kamerasensoren, Radarsensoren, Ultraschallsenoren bzw. Lidarsensoren . Die Bestimmung der zweiten Informationen des Absenders aus den ersten Informationen des Absenders, die in der empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaft enthalten sind, erfolgt dabei bevorzugt durch höhere Proto¬ kollschichten des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems des Empfängers. D.h. also, dass die Netzwerkschicht des Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystems des Empfängers die empfangene Fahrzeug-zu-X-Botschaft an die höheren Protokollschichten weiterführt und die in der Fahrzeug-zu-X-Botschaft enthaltenen Informationen dort weiterverarbeitet bzw. ausgewertet werden.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zweiten In- formationen des Absenders zusätzlich zu einer Bestimmung des Absendergebiets herangezogen werden und/oder dass die zweiten Informationen des Empfängers zusätzlich zu einer Bestimmung des Empfängergebiets herangezogen werden. Somit stehen insgesamt mehr Informationen zur Verfügung, um das Absendergebiet bzw. das Empfängergebiet zu bestimmen, bzw. die ersten Informationen werden über die zweiten Informationen weitgehender ausgewertet zur Bestimmung des Absendergebiets bzw. des Empfängergebiets. Dies ermöglicht eine zuverlässigere und exaktere Bestimmung des Absendergebiets bzw. des Empfängergebiets.
Ganz besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zweiten Informationen eine Gierrate und/oder eine Gierbeschleunigung und/oder eine Längsbeschleunigung umfassen. Diese Informationen eignen sich besonders gut, um das Absendergebiet bzw. das Empfängergebiet noch sicherer und zuverlässiger zu bestimmen. Die zweiten Informationen des Absenders werden dabei wie be¬ schrieben aus den ersten Informationen des Absenders bestimmt und die zweiten Informationen des Empfängers werden entweder aus den ersten Informationen des Empfängers bestimmt oder vom Empfänger sensoriell bestimmt. Auch eine gleichzeitige Bestimmung der zweiten Information des Empfängers aus den ersten Informationen des Empfängers und sensoriell ist erfindungsgemäß möglich. Insbesondere ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Absolutwert der Gierrate des Absenders zur Bestimmung des Absendergebiets und/oder dass ein Absolutwert der Gierrate des Empfängers zur Bestimmung des Empfängergebiets herangezogen wird. D.h. also, dass lediglich der Betrag der Gierraten, nicht jedoch die Richtung bzw. der Vektor der Gierraten zur Bestimmung des Absendergebiets bzw. des Empfängergebiets herangezogen wird. Somit fächern das Absendergebiet und das Empfängerbiet auf. Durch das Heranziehen ausschließlich des Betrags der Gierraten kann die benötigte Rechenleistung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystem vorteilhaft reduziert werden.
Außerdem ist es vorgesehen, dass die Positionsangaben des Absenders und des Empfängers in ein kartesisches Koordina- tensystem umgerechnet werden, wobei die Positionsangabe des Empfängers den Ursprung des Koordinatensystems bildet und wobei das Absendergebiet und das Empfängergebiet im kartesischen Koordinatensystem bestimmt werden. Dies vereinfacht die Be¬ rechnung des Absendergebiets, des Empfängergebiets bzw. eines Überlapps des Absendergebiets mit Empfängergebiet für den Empfänger. Somit kann die benötigte Rechenleistung weiter reduziert werden.
Außerdem ist es zweckmäßig, dass für die Bestimmung des Ab- sendergebiets zunächst eine Absenderstrecke ausgehend von der Positionsangabe des Absenders errechnet wird und für die Be¬ stimmung des Empfängergebiets zunächst eine Empfängerstrecke ausgehend von der Positionsangabe des Empfängers errechnet wird. Die Absenderstrecke stellt dabei diejenige Strecke dar, die der Absender voraussichtlich - z.B. unter der Annahme gleichbleibender Geschwindigkeit - innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne zurücklegen wird. Die Absenderstrecke wird somit zweckmäßigerweise zur Bestimmung einer Ausdehnung des Absen- dergebiets herangezogen. Umgekehrt stellt die Empfängerstrecke dabei diejenige Strecke dar, die der Empfänger voraussichtlich z.B. ebenfalls unter der Annahme gleichbleibender Geschwindigkeit - innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne zu¬ rücklegen wird. Die Empfängerstrecke wird somit zweckmäßi- gerweise zur Bestimmung einer Ausdehnung des Empfängergebiets herangezogen .
Die Absenderstrecke wird dabei besonders zweckmäßig aus der Geschwindigkeit des Absenders errechnet und die Empfängerstrecke wird dabei besonders zweckmäßig aus der Geschwindigkeit des Empfängers errechnet.
Insbesondere ist es zweckmäßig, dass die Absenderstrecke aus den ersten und/oder zweiten Informationen des Absenders für eine Zeitspanne errechnet wird und dass die Empfängerstrecke aus den ersten und/oder zweiten Informationen des Empfängers für die Zeitspanne errechnet wird, wobei zusätzlich eine Zeitunge- nauigkeit der ersten Informationen des Absenders und/oder eine Erfassungsungenauigkeit der ersten Informationen des Empfängers und/oder eine Errechnungsunsicherheit der zweiten Informationen des Absenders und/oder des Empfängers berücksichtigt wird. Die Absenderstrecke bzw. die Empfängerstrecke werden also für eine vorgegebene bzw. nach Bedarf oder Situation wählbare Zeitspanne errechnet. Indem neben den ersten Informationen ggf. auch noch die zweiten Informationen zur Errechnung herangezogen werden und zusätzlich Zeitungenauigkeiten bzw. Erfassungsungenauigkeit bzw. Errechnungsunsicherheiten berücksichtigt werden, ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Absender in der Zeitspanne eine Strecke zurücklegt, die größer ist als die errechnete Absen- derstrecke, besonders gering. Das gleiche gilt für den Empfänger und die Empfängerstrecke. Dies macht das erfindungsgemäße Verfahren besonders zuverlässig. Ganz besonders zweckmäßig ist es, dass die erste Errech¬ nungsunsicherheit aus der Zeitspanne, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung errechnet wird. Da die Geschwindigkeit und die Beschleunigung sich über die Zeitspanne ändern können, ist das Berücksichtigen dieser Größen für die Errechnungsunsicherheit besonders vorteilhaft. Die Errechnungsunsicherheit kann bei¬ spielsweise mittels bekannter stochastischer Verfahren bestimmt werden .
Ebenso ist es ganz besonders zweckmäßig, dass zur Bestimmung des Absendergebiets die Absenderstrecke um einen Absenderdrehwinkel gedreht wird, wobei der Absenderdrehwinkel aus der Gierrate und der Gierbeschleunigung des Absenders sowie dem Zeitintervall errechnet wird und dass zur Bestimmung des Empfängergebiets die Empfängerstrecke um einen Empfängerdrehwinkel gedreht wird, wobei der Empfängerdrehwinkel aus der Gierrate und der Gierbeschleunigung des Empfängers sowie dem Zeitintervall errechnet wird. Die beim Drehen um den Absenderdrehwinkel bzw. den Empfängerdrehwinkel von der Absenderstrecke bzw. Empfän¬ gerstrecke überstrichene Fläche prägt dabei das Absendergebiet bzw. das Empfängergebiet. Durch das Drehen um den Absenderdrehwinkel bzw. den Empfängerdrehwinkel und das zuvorige Be¬ stimmen des Absenderdrehwinkels bzw. des Empfängerdrehwinkels aus den jeweiligen Gierraten bzw. Gierbeschleunigungen ist gewährleistet, dass auch Richtungswechsel und Kurvenfahrten des Absenders bzw. des Empfängers bei der Bestimmung des Absen¬ dergebiets bzw. des Empfängergebiets gebührend berücksichtigt werden. Dies wiederum erhöht die Zuverlässigkeit des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens . Weiterhin ist es ganz besonders zweckmäßig, dass zur Bestimmung des Absendergebiets über die Absenderstrecke ein Absenderkreis gelegt wird, dessen Durchmesser der Absenderstrecke entspricht und dass zur Bestimmung des Empfängergebiets über die Emp- fängerstreck ein Empfängerkreis gelegt wird, dessen Durchmesser der Empfängerstrecke entspricht. Dies stellt eine einfache und rechenzeiteffiziente Möglichkeit zur Bestimmung des Absen¬ dergebiets bzw. des Empfängergebiets dar. Der solcherart be¬ stimmte Absenderkreis bzw. Empfängerkreis kann z.B. direkt als Absendergebiet bzw. Empfängergebiet übernommen werden oder aber auch mittels weiterer Verfahrensschritte weiter modifiziert und präzisiert werden.
Insbesondere ist es ganz besonders zweckmäßig, dass geprüft wird, ob der Absenderkreis mit dem Empfängerkreis überlappt. Da die Bestimmung des Absenderkreises und des Empfängerkreises wie beschrieben vergleichsweise einfach und rechenzeiteffizient ist, kann somit unaufwändig eine erste Klassifizierung vor¬ genommen werden, welche später ggf. präzisiert oder ergänzt werden kann. Sofern aber der Absenderkreis mit dem Empfängerkreis nicht überlappt, können weitere Klassifikationsschritte vor¬ teilhaft unterbleiben, da die Fahrzeug-zu-X-Botschaft auch auf dieser Basis bereits zuverlässig als nicht relevant klassi¬ fiziert werden kann.
Außerdem ist es ganz besonders zweckmäßig, dass im Fall eines Überlapps des Absenderkreises mit dem Empfängerkreis das Ab¬ sendergebiet durch ein Absenderpolygon näher bestimmt wird und dass das Empfängergebiet durch ein Empfängerpolygon näher bestimmt wird, wobei eine Anzahl von Ecken des Absenderpolygons abhängig von der Gierrate des Absender gewählt wird und wobei eine Anzahl von Ecken des Empfängerpolygons abhängig von der Gierrate des Empfängers gewählt wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die bereits durch den Überlapp des Absenderkreises mit dem Empfängerkreis festgestellte erste Klassifizierung weiter und vor allem genauer überprüft werden kann. Das Absenderpolygon beschreibt dabei das Absendergebiet und das Empfängerpolygon beschreibt das Empfängergebiet. Da das Absenderpolygon bzw. das Empfängerpolygon durch zusätzlichen Rechenaufwand besser an das Verhalten des Absenders bzw. des Empfängers angepasst sind, kann somit vorteilhafterweise eine zweite Klassifizierung erfolgen, welche die erste Klassifizierung ergänzt bzw. präzisiert. Die Klassifizierung mittels des Absenderpolygons und des Empfän- gerpolygons kann jedoch auch anstelle der Klassifizierung mittels des Absenderkreises und des Empfängerkreises erfolgen.
Des Weiteren ist es besonders zweckmäßig, dass auf Basis un¬ terschiedlicher Zeitintervalle unterschiedliche Absenderge- biete und unterschiedliche Empfängergebiete bestimmt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine vergleichsweise feiner abgestufte Klassifizierung möglich ist, welche nicht aus¬ schließlich zwischen relevant und nicht relevant unterscheidet, sondern auch Zwischenstufen zulässt.
Des Weiteren ist es insbesondere ganz besonders zweckmäßig, dass mindestens zwei unterschiedliche Zeitspannen als Klassifi¬ zierungsschwellen herangezogen werden und die Klassifizierung zumindest in drei Kategorien erfolgt. Eine Klassifizierung in drei unterschiedliche Kategorien, z.B. irrelevant, relevant, kritisch, hat sich für den üblichen Anwendungsbereich als ausreichend erwiesen. Die Klassifizierung kann durch das Hinzuziehen weiterer Zeitspannen bzw. Klassifizierungsschwellen weiter präzisiert werden, jedoch steigt dann auch der benötigte Rechenaufwand. Bevorzugt erfolgt die Klassifizierung derart, dass mit der größten Zeitspanne bzw. der größten Klassifizierungsschwelle beginnend das Absendergebiet und das Empfängergebiet solange auf Überlapp geprüft werden, bis Überlappungsfreiheit für eine Klassifizierungsschwelle erkannt wird oder die Fahrzeug-zu-X-Botschaft schließlich als der kritischsten Botschaftsgruppe zugehörend klassifiziert wird.
Insbesondere ist es besonders zweckmäßig, dass die Zeitspannen bzw. die Klassifizierungsschwellen für einen bestimmten Absender bzw. für alle empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften eines bestimmten Absenders mit einem Hystereseeffekt beaufschlagt werden. Dies bedeutet, dass die Zeitspannen bzw. die Klassi¬ fizierungsschwellen in Abhängigkeit der Klassifizierung der zuletzt von diesem Absender empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaft in einem vorgegebenen Rahmen angepasst werden, um plötzliche Unterschiede in der Klassifizierung aufeinanderfolgender Fahrzeug-zu-X-Botschaften ein und desselben Absenders möglichst zu vermeiden. Dies führt dazu, dass aus zwei Schwellenwerten, z.B. für relevant und kritisch, vier Schwellenwerte werden, nämlich: „relevant + Hystereseeffekt", „relevant Hystereseeffekt", „kritisch + Hystereseeffekt" und „kritisch - Hystereseeffekt" . Es ist bevorzugt, dass eine Verarbeitungsreihenfolge der empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften abhängig von ihrer Klassifizierung erfolgt. Somit ist gewährleistet, dass die als kritisch bzw. relevant klassifizierten Fahrzeug-zu-X-Botschaften schnell verarbeitet werden können und vor allem zuverlässig verarbeitet werden können, da in der Regel für die zuerst zu verarbeitenden Fahrzeug-zu-X-Botschaften noch genügend freie Rechenkapazität zur Verfügung steht. Die als nicht relevant klassifizierten Fahrzeug-zu-Botschaften werden erst im Anschluss daran verarbeitet, sofern noch Rechenkapazität zur Verfügung steht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren. Es zeigen
Fig. 1 einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms und
Fig. 2 beispielhaft einen Absender mit einem Absendergebiet und einen Empfänger mit einem Empfängergebiet.
Fig. 1 zeigt beispielhaft einen möglichen Ablauf des erfin- dungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. In Schritt 101 wird zunächst eine von einem Absender gesendete Fahr- zeug-zu-X-Botschaft von einem Empfänger empfangen. Die Fahr- zeug-zu-X-Botschaft ist dabei eine sog. CAM, welche mittels WLAN nach IEEE 802.11p gesendet und empfangen wird und u.a. eine Positionsangabe, eine Orientierung und eine Geschwindigkeit des Absenders enthält. Die Positionsangabe ist beispielsgemäß in GPS-Koordinaten beschrieben. Sowohl der Absender als auch der Empfänger sind Kraftfahrzeuge, die mit jeweils einem Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystem ausgestattet sind. Das erfin- dungsgemäße Verfahren, mit Ausnahme des Sendens der Fahr- zeug-zu-X-Botschaft , wird hierbei vom Empfänger ausgeführt. In Verfahrensschritt 102 werden die Positionsangabe, die Orien¬ tierung und die Geschwindigkeit aus der Fahrzeug-zu-X-Botschaft von der Netzwerkschicht des Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystems des Empfängers ausgelesen. Somit stehen diese Informationen unmittelbar nach dem Empfang bereits beim Empfänger zur Verfügung. Zeitlich parallel zu Schritt 102 erfolgt in Schritt 103 eine Bestimmung der Positionsangabe, der Orientierung und der Geschwindigkeit des Empfängers mittels im Empfänger vorhandener Sensorik. Beispielsgemäß handelt es sich um einen GPS-Empfänger, dessen ermittelte Positionsangaben durch ein auf Raddrehzahlsensoren zurückgreifendes Odometrieverfahren verbessert werden. Im nun folgenden Verfahrensschritt 104 werden vom Empfänger aus der Positionsangabe, der Orientierung und der Geschwindigkeit des Absenders die Gierrate und die Längsbe¬ schleunigung des Absenders bestimmt. Diese Bestimmung findet in einer der höheren Protokollschichten des Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystems statt. In Schritt 105 werden vom Empfänger aus der Positionsangabe, der Orientierung und der Geschwindigkeit des Empfängers die Gierrate und die Längsbe¬ schleunigung des Empfängers bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt in einer dafür vorgesehenen elektronischen Regeleinheit des Empfängers. Zusätzlich werden in Schritt 106 die Gierrate und die Längsbeschleunigung des Empfängers vom Empfänger sensoriell mittels eines Beschleunigungssensors und eines Gierratensensors bestimmt. Die Absenderstrecke wird in Schritt 107 vom Empfänger errechnet. Sowohl für die Errechnung der Absenderstrecke als auch für die die Errechnung der Empfängerstrecke und später des Absendergebiets bzw. des Empfängergebiets werden Ungenauig¬ keiten und Unsicherheiten mathematisch auf gleiche Weise behandelt. Die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Gierrate erhöhen sich damit sowohl um ihre Ungenauigkeiten als auch um ihre Unsicherheiten, welche jeweils einzustellende Parameter darstellen. Bei der Gierrate ist außerdem zu berücksichtigen, dass diese zur Vereinfachung beispielsgemäß als Absolutwert betrachtet wird, wodurch das Absendergebiet bzw. das Empfängergebiet in zwei Richtungen auffächert. Weiterhin werden die Positionsangaben zunächst in ein kartesisches Koordina- tensystem mit Ursprung (0|0) an der Position des Empfängers umgerechnet .
Beispielsgemäß wird die Absenderstrecke nun von der Positi¬ onsangabe des Absenders aus wie folgt errechnet:
- Berücksichtigung einer Zeitungenauigkeit sowohl in Richtung der Ausrichtung des Absenders als auch in die Gegenrichtung: v * At - Errechnung der Länge der Absenderstrecke für eine vorgegebene Zeitspanne in Richtung der Ausrichtung des Absenders:
(t * v) + (t2/2a) Dabei sind:
v = Geschwindigkeit
At = Zeitungenauigkeit
a = Längsbeschleunigung
t = Zeitspanne
Die Zeitungenauigkeit ist dabei die Zeitungenauigkeit bzw. die maximal mögliche Zeitabweichung einer Zeitfortschreibeeinrichtung des Empfängers bzw. des Absender. Beispielsgemäß ist die Zeitfortschreibeeinrichtung sowohl des Empfängers als auch des Absender als GPS-basierte Uhr ausgeführt.
In Schritt 108 wird die Empfängerstrecke analog den eben be¬ schriebenen Zusammenhängen errechnet. Im folgenden Schritt 109 wird nun die Absenderstrecke um den Absenderdrehwinkel gedreht. Die Drehung der Absenderstrecke erfolgt dabei um die Positi¬ onsangabe des Absenders als Drehpunkt.
Der Absenderdrehwinkel ergibt sich beispielsgemäß durch fol¬ genden Zusammenhang:
= Δψ + (t * άψ/dt)
Dabei sind:
= Absenderdrehwinkel
Δψ = Ungenauigkeit der Gierrate
In Schritt 110 wird nun der Empfängerdrehwinkel analog dem eben beschriebenen Zusammenhang errechnet. Im folgenden Schritt 111 wird das von der Absenderstrecke überstrichene Gebiet mit einem Absenderkreis überlagert, dessen Durchmesser der Länge der Absenderstrecke entspricht. Gleichzeitig wird in Schritt 112 das von der Empfängerstrecke überstrichene Gebiet mit einem Empfängerkreis überlagert. In Verfahrensschritt 113 wird nun geprüft, ob der Empfängerkreis und der Absenderkreis überlappen. Sofern der Empfängerkreis und der Absenderkreis nicht überlappen, es also keinen Überlapp zwischen dem Empfängerkreis und dem Absenderkreis gibt, wird die empfangene Fahrzeug-zu-X-Botschaft in Schritt 114 als nicht relevant klassifiziert. Ebenso wird der Absender als für den Empfänger nicht relevant klassifiziert. Falls es jedoch einen Überlapp zwischen dem Empfängerkreis und dem Absenderkreis gibt, so werden in den Schritten 115 und 116 Polygone bestimmt, die jeweils das Absendergebiet bzw. das Empfängergebiet näher bestimmen .
In Verfahrensschritt 115 wird zunächst das Absenderpolygon bestimmt. Die Anzahl der Ecken des Absenderpolygons wird dabei abhängig von der Gierrate des Absenders bzw. abhängig vom Absenderdrehwinkel bestimmt. Im Gegensatz zum Absenderkreis und Empfängerkreis tragen das Absenderpolygon und das Empfängerpolygon dem Fahrverhalten des Absenders bzw. des Empfängers größere Rechnung, wodurch sich eine aussagekräftigere und zuverlässigere Klassifizierung ergibt. Beispielsgemäß werden die folgenden drei Fälle unterschieden:
Fall 1: < 90 Grad:
6-Ecken-Polygon
- hinten rechts: (-e | -e)
- rechts: ( (f + e) * c - e * s | - ( (f + e) * s + e * c) )
- vorne rechts: (f + e | - ( (f + e) * s) + ( (f + e) * (1 - c) ) / (s/c) )
- vorne links: (f + e, ( (f + e) * s) - ( (f + e)*(l - c) ) / (s/c) )
- links: ( (f + e) * c - e *s | ( (f + e) * s + e * c) ) - hinten links: (-e | e)
Fall 2: 90 Grad < < 180 Grad:
7-Ecken-Polygon :
- hinten: (-e | 0)
- hinten rechts: ( (f + e) * c - e * s | - ( (f + e) * s + e * c) )
- rechts: ( (f + e) * c - (f + e) * (1 - s) * s/c I - (f + e) )
- vorne rechts: ( (f + e) | - (f + e) )
- vorne links: ( (f + e) | (f + e) )
- links: ( (f + e) * c - (f + e) * (1 - s) * s/c I (f + e) )
- hinten links: ( (f + e) * c - e * s | (f + e) * s + e * c)
Fall 3: > 180 Grad:
4-Punkt-Polygon
- hinten rechts: (- (f + e) | - (f + e) )
- vorne rechts: ( (f + e) | - (f + e) )
- vorne links: ( (f + e) | (f + e) )
- hinten links: (- (f + e) | (f + e) )
Dabei sind:
c = cos ( )
s = sin ( )
f = v * At + t * v + t2/2a
e = Ungenauigkeit der Positionsangabe
Die Ungenauigkeit der Positionsangabe ist dabei die Ungenau¬ igkeit bzw. die maximal mögliche Positionsabweichung der GPS-basiert bestimmten Positionsangabe. Die Koordinatenangaben sind dabei im kartesischen Koordinatensystem (x I y) angegeben, wobei x bei der Berechnung des Absenderpolygons in die Fahrtrichtung des Absenders zeigt. In Verfahrensschritt 116 wird analog zur Bestimmung des Absen¬ derpolygons das Empfängerpolygon bestimmt. In diesem Fall weist die Koordinate x im kartesischen Koordinatensystem (x | y) in Fahrtrichtung des Empfängers. Beispielsgemäß wurden die Gierraten vereinfacht als Absolutwerte betrachtet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dies jedoch nicht der Fall und es wird entsprechend eine Fallunterscheidung für die linke und rechte Seite des Absenderpolygons und des Empfängerpolygons durchgeführt, d.h. , die linke und die rechte Seite eines Polygons werden mit unterschiedlichen Gierraten bzw. Drehwinkeln berechnet. Weiterhin entstehen jedoch Polygone mit maximal sieben Ecken. Die weitergehenden Schritte bleiben daher unverändert.
Im folgenden Schritt 117 wird nun überprüft, ob ein Überlapp zwischen dem Absenderpolygon und dem Empfängerpolygon besteht. Die Überprüfung, ob ein Überlapp besteht, erfolgt dabei bei- spielsgemäß nach dem sog. „Polygon Collision"-Verfahren . Falls kein Überlapp besteht, wird die empfangene Fahr- zeug-zu-X-Botschaft in Schritt 118 als nicht relevant klas¬ sifiziert. Ebenso wird der Absender als nicht relevant für den Empfänger klassifiziert. Sofern jedoch ein Überlapp zwischen dem Absenderpolygon und dem Empfängerpolygon besteht, wird das Verfahren in Schritt 119 fortgesetzt. In Schritt 119 wird nun eine neue Zeitspanne gewählt, welche kürzer ist als die zuvor gewählte Zeitspanne. Anschließend werden in Schritt 119 das Absen¬ derpolygon und das Empfängerpolygon für die neue, im Vergleich kürzere Zeitspanne neu bestimmt. Da die neue Zeitspanne kürzer ist als die zuvor gewählte, sind auch das Absenderpolygon und das Empfängerpolygon entsprechend kleiner. Außerdem wird in Schritt
119 geprüft, ob ein Überlapp des mittels der kürzeren Zeitspanne bestimmten Absenderpolygons mit dem mittels der kürzeren Zeitspanne bestimmten Empfängerpolygons vorliegt. Falls dies nicht der Fall ist, falls also kein Überlapp vorliegt, wird die empfangene Fahrzeug-zu-X-Botschaft in Schritt 120 vom Empfänger als relevant klassifiziert. Ebenso wird der Absender in Schritt
120 vom Empfänger als relevant klassifiziert. Sofern jedoch ein Überlapp besteht, werden die empfangene Fahrzeug-zu-Botschaft und der Absender beispielsgemäß als kritisch klassifiziert.
In Fig. 2 sind beispielhaft Absender 21 mit einem Absendergebiet 22 und Empfänger 23 mit einem Empfängergebiet 24 zu sehen. Absender 21 und Empfänger 23 sind jeweils Kraftfahrzeuge, die mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssystemen kommunizieren und Fahrzeug-zu-X-Botschaften austauschen. Empfänger 23 führt dabei das erfindungsgemäße Verfahren aus. Absendergebiet 22 wurde einmal als Absenderkreis 25 und einmal als Absenderpolygon 26 bestimmt. Absenderpolygon 26 weist sieben Ecken auf, da Absender 21 vergleichsweise langsam fährt und eine vergleichsweise große Gierrate aufweist. Empfängergebiet 24 wurde einmal als Emp¬ fängerkreis 27 und einmal als Empfängerpolygon 28 bestimmt. Empfängerpolygon 28 weist beispielsgemäß sechs Ecken auf, da Empfänger 23 vergleichsweise schnell fährt und eine ver¬ gleichsweise geringe Gierrate aufweist. Sowohl Absenderkreis 25 als auch Absenderpolygon 26 und Empfängerkreis 27 sowie Emp¬ fängerpolygon 28 wurden vom Empfänger 23 in einem kartesischen Koordinatensystem bestimmt, in dessen Ursprung sich Empfänger 23 befindet. Wie zu sehen ist, besteht ein Überlapp zwischen Absenderkreis 25 und Empfängerkreis 27, was beispielsgemäß dazu geführt hat, dass Empfänger 23 die von Absender 21 empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften nicht als nicht relevant klassifi- zieren konnte sondern weiter analysieren musste. Entsprechend hat Empfänger 23 daraufhin Absenderpolygon 26 und Empfängerpolygon 28 bestimmt. Da Absenderpolygon 26 und Empfängerpolygon 28 nicht überlappen, klassifiziert Empfänger 23 die von Absender 21 empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften als relevant, jedoch nicht als kritisch.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Klassifikation einer empfangenen
Fahrzeug-zu-X-Botschaft , wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaft von einem Absender (21) gesendet wird und von einem die Klassi¬ fikation ausführenden Empfänger (23) empfangen wird,
wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaft erste Informationen des Absenders (21) enthält und wobei erste Informationen des Empfängers (23) sensoriell bestimmt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass aus den ersten Informationen des Absenders (21) ein Absendergebiet (22) bestimmt wird und aus den ersten Informationen des Empfängers (23) ein Empfängergebiet (24) bestimmt wird und dass die
Klassifikation nach Maßgabe eines Überlapps des
Absendergebiets (22) mit dem Empfängergebiet (24) bestimmt wird .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Informationen eine Positionsangabe, eine Orientierung und eine Geschwindigkeit umfassen .
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Informationen des Absenders (23) von einer Netzwerkschicht eines Fahr- zeug-zu-X-Kommunikationssystems des Empfängers (21) ausgelesen werden .
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ersten Informationen des Absenders (21) zweite Informationen des Absenders (21) errechnet werden und dass aus den ersten Informationen des Empfängers (23) zweite Informationen des Empfängers (23) errechnet werden und/oder dass zweite Informationen des Empfängers (23) sen¬ soriell bestimmt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Informationen des Absenders (21) zusätzlich zu einer Bestimmung des Absendergebiets (22) herangezogen werden und/oder dass die zweiten Informationen des Empfängers (23) zusätzlich zu einer Bestimmung des Empfängergebiets (24) herangezogen werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Informationen eine Gierrate und/oder eine Gierbeschleunigung und/oder eine Längsbeschleunigung umfassen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Absolutwert der Gierrate des Absenders (21) zur Bestimmung des Absendergebiets (22) und/oder dass ein Absolutwert der Gierrate des Empfängers (23) zur Bestimmung des Empfängergebiets (24) herangezogen wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsangaben des Absenders (21) und des Empfängers (23) in ein kartesisches Koordina- tensystem umgerechnet werden, wobei die Positionsangabe des Empfängers (23) den Ursprung des Koordinatensystems bildet und wobei das Absendergebiet (22) und das Empfängergebiet (24) im kartesischen Koordinatensystem bestimmt werden.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung des Absendergebiets (22) zunächst eine Absenderstrecke ausgehend von der Positionsangabe des Absenders (21) errechnet wird und für die Bestimmung des Empfängergebiets (24) zunächst eine Empfän- gerstrecke ausgehend von der Positionsangabe des Empfängerse errechnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Absenderstrecke aus den ersten und/oder zweiten Informationen des Absenders (21) für eine Zeitspanne errechnet wird und dass die Empfängerstrecke aus den ersten und/oder zweiten Informationen des Empfängers (23) für die Zeitspanne errechnet wird, wobei zusätzlich eine Zeitunge- nauigkeit der ersten Informationen des Absenders (21) und/oder eine Erfassungsungenauigkeit der ersten Informationen des Empfängers (23) und/oder eine Errechnungsunsicherheit der zweiten Informationen des Absenders (21) und/oder des Empfängers (23) berücksichtigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Errechnungsunsicherheit aus der Zeitspanne, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung errechnet wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Absendergebiets (22) die Absenderstrecke um einen Absenderdrehwinkel gedreht wird, wobei der Absenderdrehwinkel aus der Gierrate und der Gierbeschleunigung des Absenders (21) sowie dem Zeitintervall errechnet wird und dass zur Bestimmung des Empfängergebiets (24) die Empfängerstrecke um einen Empfängerdrehwinkel gedreht wird, wobei der Empfängerdrehwinkel aus der Gierrate und der Gierbeschleunigung des Empfängers (23) sowie dem Zeitintervall errechnet wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Absendergebiets (22) über die Absenderstrecke ein Absenderkreis (25) gelegt wird, dessen Durchmesser der Absenderstrecke entspricht und dass zur Bestimmung des Empfängergebiets (24) über die Empfängerstrecke ein Empfängerkreis (27) gelegt wird, dessen Durchmesser der Empfängerstrecke entspricht.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob der Absenderkreis (25) mit dem Empfängerkreis (27) überlappt.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Überlapps des Ab¬ senderkreises (25) mit dem Empfängerkreis (27) das Absender¬ gebiet (22) durch ein Absenderpolygon (26) näher bestimmt wird und dass das Empfängergebiet (24) durch ein Empfängerpolygon (28) näher bestimmt wird, wobei eine Anzahl von Ecken des Absen¬ derpolygons (26) abhängig von der Gierrate des Absender (21) gewählt wird und wobei eine Anzahl von Ecken des Empfänger¬ polygons (28) abhängig von der Gierrate des Empfängers (23) gewählt wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis unterschiedlicher Zeitintervalle unterschiedliche Absendergebiete (22) und un¬ terschiedliche Empfängergebiete (24) bestimmt werden.
17. Verfahren Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei unterschiedlicher Zeitspannen als Klassifizierungsschwellen herangezogen werden und die Klassifizierung zumindest in drei Kategorien erfolgt.
18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungsreihenfolge de empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften abhängig von ihre Klassifizierung erfolgt.
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