车辆信息的传输 【技术领域】
本发明涉及对于车辆的通信和安全工程。特别地， 本发明涉及一种用于与控制中 心通信的车辆通信设备， 通信系统， 车辆， 车辆中的通信设备的应用， 用于在车辆和控制中 心之间进行通信的方法， 计算机程序产品以及计算机可读介质。背景技术
后来也称为车辆到 X(C2X) 通信的车辆到车辆通信以及车辆到基础设施通信一般 与基于 WLAN 的通信工程有联系。 这种通信工程具有典型的先有鸡还是先有蛋的问题 ： 只有 数量相对巨大的其他车辆配备了所述的通信工程， 在车辆中结合这样的通信才是值得的， 因为如若不然， 则无法恰当地将其广泛应用。
基于蜂窝式无线电通信的 C2X 技术是已知的。这些技术可以与本发明中描述的技 术相结合。同样， 浮动车数据也是已知的。 发明内容 本发明的目的是提供改善的车辆信息传输。
本发明叙述了一种根据独立权利要求的特征的通信设备、 通信系统、 车辆、 应用、 方法、 计算机程序产品以及计算机可读介质。在子权利要求中可以找到本发明的展开。
所描述的若干示例性实施例同样涉及所述的通信设备、 通信系统、 车辆、 应用、 方 法、 计算机程序产品以及计算机可读媒介。
与本发明的一个示例性实施例一致， 叙述了一种车辆用于与控制中心通信的通信 设备， 其中， 所述通信设备具有 ： 位置测定单元， 用于确定车辆位置 ； 控制单元， 用于产生第 一信息数据 ； 以及通信单元， 用于建立并保持到所述控制中心的通信链路以及用于用所述 通信链路向所述控制中心发送所述第一信息数据。
所述通信链路是基于蜂窝式通信网络， 而所述第一信息数据包含关于所述车辆位 置的数据。
2G、 3G、 3.5G 和 4G 移动无线电网络中使用的现有移动通信技术的应用允许关于车 辆的信息从相关车辆发射到控制中心， 所述信息在其它情况下不会是可用的， 除非广泛引 入基于 WLAN 的 C2X 通信。可以使用的其他蜂窝式通信技术举例来说是经由热点的 WLAN、 WiMax 等等。
有益地， 通过以一种可以随着时间的过去而改变比例的方式来传输位置， 本发明 的车辆信息传输需要相当少的数据量并且保护了车辆驾驶者和车辆乘坐者的隐私。
如此， 可以容易且安全地向周围的车辆发射车辆相关的信息。
举例来说， 所述车辆是诸如汽车、 公共汽车或重型货车之类的机动车辆， 或者是铁 路车辆、 船、 诸如直升飞机或飞机之类的飞行器， 或者是自行车。
此 时 应 当 指 出 的 是， 在 本 发 明 的 背 景 内， GPS 表 示 所 有 的 全 球 导 航 卫 星 系 统 (GNSS)， 比如 GPS、 Galileo、 GLONASS( 俄罗斯 )、 Compass( 中国 )、 IRNSS( 印度 ) 等等。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信链路是基于互联网协议 (IP) 的链路。 与本发明的还一个示例性实施例一致， 所述通信链路保持在车辆的整个旅行时间 中。这允许所述控制中心在任何时候向单独的车辆发射相关数据。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信设备还具有用于捕获测量值或用 于检测事件的检测单元， 其中， 所述控制单元被设计用于基于所捕获的测量值或检测到的 事件产生第二信息数据， 所述第二信息数据同样被传输到所述控制中心。
因此， 所述通信设备不是仅仅被设计成向所述控制中心发射车辆位置， 其还被设 计成发射由车辆传感系统检测到的其他相关数据。在适当情况下， 可以在所述传输之前对 测量数据进行分析、 估计和 / 或媒体转换。
术语″媒体转换″通常都表示文件从一种文件格式向另一种文件格式的翻译、 变 换或转换。这适用于不同媒体和文件系统之间的数据转换， 还适用于从一个存储介质到另 一个存储介质的数据传输。举例来说， 所有的信息数据都可以在所述传输之前被变换成音 频或视频信息。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 捕获到的测量值或检测到的事件对应于车 辆应急灯的运行、 湿滑道路 ( 例如由于冰或污渍 ) 或如标牌之类的交通信息。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 以第一时间间隔发射所述第一信息数据。 另外， 以第二时间间隔发射所述第二信息数据， 其中， 所述第二时间间隔比所述第一时间间 隔短。
换言之， 以高于所述第一信息的重复率发射所述第二信息。
例如， 所述信息被发射的重复率与车辆运动动态、 探测到的事件的动态或捕获到 的测量值的变化率相匹配。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信设备还有一个用于计算车辆路线 的单元， 其中， 所述第二信息数据包含关于计算得出的车辆路线的数据。
举例来说， 这样的单元是车辆中的导航单元。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信链路是基于 UMTS、 GPRS、 LTE、 WLAN( 经由热点 ) 或 WiMax。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信设备被设计成为通信设备的标识 符 (ID) 的动态变化提供数据完整性。
举例来说， 所述 ID 变化可能涉及所谓的 MAC ID( 也就是通信单元的物理硬件地 址 )， 所述 IP ID 或车辆到车辆 ID。
例如， 所述标识符以随机时间间隔在车辆内动态变化， 即不经由外部触发。
这使得数据的完整性得到了提高。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信设备的形式是所谓的 eCall 单元 (eCall 模块 )。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了一种用于车辆和控制中心之间通信 的通信系统， 其具有如上所述的通信设备和控制中心， 所述控制中心用于接收信息数据并 且向选择的其它车辆传输对应于所述信息数据的数据。
举例来说， 所述控制中心包括服务器， 所述服务器向所述信息打算供给到的那些
车辆发送所有的相关数据。在这里， 所述车辆基于所发射的车辆位置和相关车辆标识符 ( 车辆 ID) 而关联。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 发射对应数据的传输率与捕获到的测量值 或检测到的事件的动态相匹配。该匹配可以由控制中心来执行， 或者可以由发送车辆规定 或触发。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 所述通信系统被设计用于查明车辆可能的 所在之处。
举例来说， 驾驶者在旅行开始之前向控制中心传输计划路线， 以及开始位置和开 始时间。从这时起， 控制中心可以计算车辆在什么时间大概位于路线上的哪一点。只有当 车辆离开计算路线时， 才向控制中心发送新的位置数据。 例如， 可以在车辆中内部地执行路 线计划， 或者在家中在线执行。
这使得数据业务量得到了减少。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了在车辆中使用如上所述的通信设备。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了一种用于车辆和控制中心之间通信 的方法， 其中， 确定车辆位置并产生第一信息数据。 所述第一信息数据包含关于车辆位置的 数据。 另外， 建立并保持到控制中心的通信链路， 紧接着用该通信链路向控制中心发送第一 信息数据。控制中心接收信息数据， 并向在该车辆周围的别的车辆传输对应于该信息数据 的数据。通信链路是基于蜂窝式通信网络， 例如移动无线电网络。 在此时， 应当指出， 也可以借助小区定位来执行车辆位置测定。 这在使用 GSM、 UMTS 或 LTE 网络时特别适用， 但是对于 WiMax 或 WLAN( 经由热点 ) 来说也是可能的。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了一种在处理器上被执行时指示处理 器执行下列步骤的计算机程序产品 ： 确定车辆位置， 产生第一信息数据， 建立并保持到控制 中心的通信链路， 使用该通信链路向控制中心发送第一信息数据， 其中， 第一信息数据包含 关于车辆位置的数据 ； 并且其中， 该通信链路是基于蜂窝式通信网络。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了一种存储计算机程序产品的计算机 可读介质， 所述计算机程序产品在处理器上被执行时指示处理器执行上述步骤。
与本发明的又一个示例性实施例一致， 叙述了一种具有如上所述的通信设备的车 辆。
附图说明
以下参考附图描述本发明的优选的示例性实施例。 图 1 示出了基于本发明的一个示例性实施例的通信设备的示意图。 图 2 示出了基于本发明的一个示例性实施例的通信系统的示意图。 图 3 示出了基于本发明的一个示例性实施例的方法的流程图。 附图中的图例是示意的而非按比例绘制的。 在随后的附图描述中， 相同的附图标记被用于相同或类似的元件。具体实施方式
图 1 示出了车辆用于与控制中心通信的通信设备的组件示意图。例如， 通信设备100 被安装在该车辆中， 并且配备有 ： 具有天线 116 的通信单元 115， 具有位置测定单元 106 的检测单元 119， 以及控制单元 102。
由形式为 CPU 的控制单元 102 发射的， 例如将要向通信单元 115 发送的数据借助 加密设备 114 进行加密。类似地， 从通信单元 115 发射到控制单元 102 的被接收数据可以 由加密单元 114 来解密。
另外， 还可以执行动态的 ID 改变。
这使得误用的风险得到降低。
控制单元 102 具有连接到它的输入单元 112。 输入单元 112 允许对通信设备， 以及 可能地也对链接到该通信设备的导航单元 120 进行各种设置。另外， 提供一个监视器 110 形式的视觉输出单元， 其例如可以被用来输出路线信息或警报信息。也可以借助听觉输出 单元 111 来输出该信息。借助听觉输出单元 111 的输出的优点是可以较少地分散驾驶者对 交通中当前所发生事件的注意力。
被连接到控制单元 102 或者被集成到控制单元 102 中的存储器元件 113 以数据记 录的形式来存储数字地图数据 ( 例如， 以导航地图数据的形式 )。例如， 存储元件 112 还存 储关于与所述数据记录相关联的交通限制、 基础结构设备等等的附加信息。 术语″数字地图″也可以被理解成用于高级驾驶者辅助系统 (ADAS) 的地图， 其 不进行任何导航。
另外， 提供了驾驶者辅助系统 117， 其被提供了数字地图数据、 警告或来自通信的 其他信息。
为了确定当前车辆位置的目的， 该通信设备具有被连接到卫星导航接收机 106 的 导航单元 120。例如， 卫星导航接收机 106 被用来从 Galileo 卫星或 GPS 卫星接收导航信 号。自然地， 具有卫星导航接收机 106 的导航单元还可以被设计用于其它卫星导航系统。
因为无法总是在城市中心中接收到导航信号， 所以为了执行混合导航的目的， 该 通信设备例如还具有方向传感器 107、 距离传感器 108、 方向盘角度传感器 109、 弹簧偏移传 感器 (spring excursion sensor)118、 ESP 传感系统 104， 并且可能地还具有光学检测器 105， 其形式例如有摄像头或光束传感器 ( 雷达或激光雷达传感器 )。 另外， 检测单元 119 具 有速度计 122。
来自 GPS 接收机和来自其他传感器的信号在控制单元 102 或导航单元 120 中被处 理。从所述信号查明的车辆位置通过使用地图匹配与路标对准。用这样的方式获取的路线 信息最后经由监视器 110 输出。
除了使用卫星导航系统之外， 还可以从其他车辆传感系统或者通过与无线电网络 有关的小区定位得出车辆位置。
图 2 示出了基于本发明的一个示例性实施例的通信系统的示意图。提供了两个车 辆 201、 202， 它们每个都具有通信设备 100。另外还提供了控制中心 200， 其具有通信单元 203、 天线 206、 服务器 204 和数据存储器 205。车辆 201、 202 中的控制中心和通信设备 100 可以经由无线电传输链路 207 相互通信。
该通信用蜂窝式通信技术来完成， 比如 GPRS、 UMTS、 LTE、 WiMax、 WLAN( 经由热点 ) 等等， 所述通信技术已经被用于移动无线电， 这意味着为此必需的基础结构已就位。 蜂窝式 无线电通信的一个问题是延迟。这意指有时不可能表示所有用于车辆安全的 C2X 方法， 但
是已经有可能描述很大的数量。本发明的一个示例性实施例包括以下的方法步骤 ：
参与的车辆建立到服务器或控制中心 200 的 IP 链路。该 IP 链路在整个旅行期间 保持。
车辆以相对较长的间隔 ( 例如， 每五分钟 ) 向服务器发送它们的当前位置， 所述当 前位置已经例如借助 GPS 或 Galileo、 其他车辆传感系统或小区定位而被查明。然后， 服务 器可以确立车辆大概所处的范围。
如果已经 ( 例如， 用导航仪器 120) 计划了一个路线， 则该路线也被发送到服务器。 在偏离该路线或者由于交通堵塞而重新计划的情况下， 重新计划的路线再次被发送到服务 器。
如果车辆经历了一个需要被发射到其他车辆的事件， 则该事件， 包括该事件的位 置和任何其他必需的信息， 以很短间隔 ( 例如， 每五秒 ) 被发送到服务器。然后， 服务器将 关于该事件的信息分发给接近该车辆的所有车辆。 这涉及到将从服务器向车辆的传输率与 该事件的动态相匹配。如果该事件是固定的 ( 例如是一个故障车辆 )， 则很少发生传输。如 果该事件非常不规律地移动， 则传输发生得更加频繁。可能的事件有 ：
- 应急灯 ( 可能对发起事件有进一步分类 ) ； - 活动中的救急车辆 ；
- 道路湿滑或摩擦系数， 例如借助 ABS/ESP/TCS 或车辆安全系统查明 ；
- 车辆速度显著低于当前路段的限制速度， 比如在交通堵塞风险的情况下 ；
- 临时交通道路管理 ( 在高速公路上和城市中 ) ；
- 旅行时间信息系统 ；
- 路标辅助 ；
- 道路作业信息系统 ；
- 道路作业交通辅助 ；
- 用于救急车辆的优先红绿灯改变 ；
- 本地信息服务 ； 以及
- 对数据传输延迟要求较低的其他 C2X 应用。
- 另外， 如果希望， 还向车辆传输交通信息、 关于道路作业的信息、 关于停车场的信 息、 关于附近汽油价格的信息等等。
相同的硬件还可以被用来提供红绿灯节拍辅助。有益地， 所有这些选项都借助 eCall 硬件块来实现， 因为这已经需要蜂窝式通信和定位 ( 例如， 通过 GPS)。
所述方法的优点是将已有通信技术应用于 C2X 通信， 该通信在其他情况下依赖于 802.11p 标准， 而该标准还没有被确定地标准化。因为 ( 除了在发生事件的情况下 ) 只是 非常偶发地发送信息， 所以也确保了数据保护。 对于进一步的数据保护， 还使用了诸如动态 ID 改变之类的技术。因为只非常偶尔地发送信息， 所以也可以认为通信成本很低。
为了更好的交通信息， 该方法可以与浮动车数据结合， 不过这可能会危及数据保 护。然而， 如果使用浮动车数据的用户数量足够大并且使用了诸如动态 ID 改变之类的技 术， 则也可以假设在这种情况下该方法满足数据保护条件。
下面的文本描述了两个示例性的实施例， 它们自然也可以相互组合。
示例性实施例 1 ：
参与车辆被接近的救急车辆 ( 比如救护车、 消防队、 警察等等 ) 警告。给出救急车 辆从哪里接近该车辆的指示。
一旦救急车辆出发执行任务 ( 并且已经将其蓝光和 / 或警报器打开 )， 它就通过 GPRS 向服务提供商报告其位置， 包括时间戳。例如， IP 链路被用于此。GPS 被有利地用于 定位和时间戳。如果已知救急车辆的进行路线， 则同样将其报告给服务提供商。以恒定的 间隔更新位置， 例如 5 秒的间隔。
车辆例如也经由 IP 链路， 将其中包括时间戳的它们的位置报告给服务提供商。如 果已知正在使用什么路线 ( 例如， 由于导航仪器中的计划结果 )， 则这也被传输到服务提供 商。通常， 只有当正在使用的道路发生改变或者车辆脱离计划路线时才发射车辆自己的位 置。否则， 该位置只以非常长的时间间隔被再次报告， 例如间隔为 5 分钟。
如果救急车辆现在接近车辆自己的位置， 则服务提供商将此信息发送给驾驶者自 己的车辆， 一起发送的信息还有救急车辆所处的路段以及该救急车辆的计划路线。如果救 急车辆的路段和驾驶者自己的车辆的路段之间的间距很短 ( 即低于一个预定阈值 ) 或者如 果其二者都位于同一路段， 则驾驶者自己的车辆向服务提供商发送一个短报告。从该时间 向前 ( 下文中所称的报告时间或报告阈值 )， 驾驶者自己的车辆以很短间隔接收一个指出 救急车辆当前位置的传输。如果救急车辆已经驶过驾驶者自己的车辆， 则驾驶者自己的车 辆再次向服务提供商发送一个报告， 由此终止间隔很短的救急车辆位置的传输。正如起初 所述， 现在只发送路段等信息。
如果假设借助 GPRS 的数据传输有 2 到 3 秒的延迟， 则在所有情况下都必须知道车 辆和救急车辆所处的路段。如果二者处于报告阈值之内， 则额外感兴趣的还有救急车辆在 该路段中的位置。
示例性实施例 2 ：
车辆被通知另一车辆已经打开其应急灯的事实。指示出了危险距离多远， 以及警 告的原因可能是什么。可能的理由可以是车辆上的车胎漏气或漏油。
1. 警报车辆 ：
一旦激活警报功能， GPRS/UMTS 等等就被用来向服务器发送报告。 只要警报功能保 持激活， 该报告就每 20 秒重复一次。 如果可用， 报告包括时间戳、 具有精确度的 GPS 位置、 匹 配的地图数据 ( 例如道路名称、 地理位置等等 )， 并且可能包括来自导航仪器的路线数据。 另外， 也可能发送提供更精确确定为什么应急灯被激活 ( 例如，″爆胎″ ) 的信息。
2. 被警告车辆 ：
车辆通过每 5 分钟利用 GPRS/UMTS 等等向服务器发送其位置来″订购″警告服 务。从它的最后位置报告开始， 如果它在城镇中移动超过 500 米或者在高速路上移动超过 10 公里， 或者如果它离开了其计划路线， 则它更快速地更新其位置。 该路线立即被发送到服 务器。
3. 服务器
一旦报告了警告报告， 服务器就比较其位置与用户位置， 并且立即经由 GPRS/UMTS 等等向所有用户 ( 例如处于 1 千米的半径之内 ) 转发所述消息。一旦已经执行这一步骤， 5 千米半径范围内的所有用户都被警告。在这种情况下， 该警告行为每 20 秒就被重复， 一直 到警告车辆终止警告报告为止。4. 被警告车辆 ：
车辆已经接收到数据， 并且与其自身的路线 / 地图 /GPS 数据相比较， 并且在必要 时产生对驾驶者的警告或者允许导航仪器计算一个替换路线。
图 3 示出了基于本发明的一个示例性实施例的方法的流程图。在步骤 301 中， 建 立到服务器 ( 或者到控制中心 ) 的 IP 链路， 并且在整个旅行时间中保持所述链路。在步骤 302 中， 确定驾驶者自己的车辆位置， 并且以相对较长的时间间隔将其发送到服务器。 另外， 在步骤 303 中， 将计划的路线发送到服务器。在步骤 304 中， 将特定事件， 包括对应位置以 及可能的附加信息， 以很短的间隔发送到服务器。然后， 在步骤 305 中， 服务器 ( 可能地在 对接收到的信息进行适当处理 / 分析之后 ) 向事件周围中的特定、 选择车辆发送相关事件。
车辆可以使用该通信链路周期地向服务器传输它们的当前位置， 服务器凭此来确 定车辆可能所处的地理区域。在与该车辆相关的事件出现之后， 表示所述事件和与该车辆 相关的事件的位置的信息， 以及关于与该车辆相关的事件的元信息， 以较短的时间间隔被 发射到服务器， 然后服务器向其他车辆转发所述信息。从服务器到车辆的传输率与事件的 动态相匹配。
另外， 应当指出″包括″和″具有″不排除其他的元件或步骤， 并且 “一” 或 “一 个” 不排除多个的可能。而且， 应当指出， 已经参考上述示例性实施例之一描述的特征或步 骤也可以与来自上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。 权利要求中的参考符 号不应该被认为是限制。