用于校验在车辆与周围环境通信中的通信信息的方法和合适的接收装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于校验在车辆与周围环境通信中的通信信息（4）的方法，在该方法中接收和分析通信信息（4）；以及本发明涉及一种设计用于实施该方法的接收装置。为了校验通信信息（4），将从通信信息（4）的内容中获取的特征和通过独立于车辆与周围环境通信的传感器（6，7，9）获取的、与该特征相应的特征进行比较。
【专利说明】用于校验在车辆与周围环境通信中的通信信息的方法和合适的接收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于校验在也被称为C2X通信的车辆与周围环境通信中的通信信息的方法以及合适的接收装置。在该用于校验的方法中接收并分析通信信息。
【背景技术】
[0002]对于C2X通信而言恰好应该确定统一标准，在该C2X通信的范畴中，人们也就所交换的无线电信息的以及其中所包含的信息的安全性展开了讨论。基于C2X通信的系统提供用于驾驶员辅助系统、车辆安全系统、用于改进灵活性的系统和其它的扩展服务的大量新的可能性。
[0003]然而存在这样的危险性，即当虚假信息通过C2X通信不正确地传播时，这些附加的系统和无线电在其信息内容方面或者甚至在其安全性方面受到影响。
[0004]迄今为止已知的用于C2X通信的方案的目的主要在于借助于加密的方法保护私人空间、对发送装置进行认证和保护不受黑客攻击。在此的主要目的是提出一种相对于可能的风险而言受到保护并具有抵抗力的系统。
[0005]然而，计算机技术和软件的历史表明，计算机系统的完全的系统安全性是不存在的。当不能通过技术措施掌握系统的内部安全性时，便仅尚存对利用系统弱点的作案人进行身份标识和刑事侦查的可能性。
[0006]然而，不论是在普遍意义上的计算机系统中，还是在专门的C2X通信中，在识别虚假信息和标识这些信息的发送装置方面均存在问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的因此在于，使对在C2X通信信息中传输的信息几乎实时地进行可靠的校验成为可能。
[0008]根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求6所述的、设计用于实施该方法的接收装置实现。
[0009]在根据本发明而设计的、对通信信息进行的校验中提出，将从通信信息的内容中获取的以及推导出的特征和通过独立于车辆与周围环境通信的传感器获取的与该特征相应的特征进行比较。借助于C2X通信发送的无线电信息即通过这些不受通信影响的装置和传感器来进行校验。这简单地可以是接收装置的摄影机和/或其它的环境传感器，其中，在本申请中不将接收装置理解为接收单元，而是理解为装配有接收单元的、参与C2X通信的参与者。
[0010]另一种用于校验C2X通信信息的基本可能性通过比较通信的内容和物理特征、例如通过比较通信信息的内容中所应用的位置和例如通过探向测定的发送装置的位置而得出。与接收装置相似，也不可将发送装置理解为发送单元，而是应理解为装配有发送单元的、通信网络中的参与者，例如车辆、路侧单元RSU(Road Side Unit)、交通信号灯或其它任意的参与者。
[0011 ] 基于对通信信息的内容和通过传感器检测到的值的直接比较，所提出的方法根据本发明主要适用于直接的C2X通信，即不具有传输通信信息的后端(Backend)的通信。然而本发明并不局限于这种通信方式。这种直接的通信技术的实例特别地是根据IEEE802.1la/b/g/n/p 标准中任一项的 WLAN 通信、WiMax> 蓝牙(Bluetooth)、Zigbee、RKE (RemoteKeyless Entry)、IR (Infrarot)等等。
[0012]根据提出的方法的一种优选的实施方式，从通信信息中获取的特征可以是参与的发送装置的在C2X通信中传输的、例如机动车的位置和/或速度。作为比较值的、参与的发送装置的位置和/或速度则能够通过独立的传感器测定。
[0013]合适的传感器例如能够根据接收的无线电信号实施无线电探向，该无线电探向识别出接收方向，其中，通过利用位置上彼此分离的天线进行的多次无线电探向并通过三角函数、例如三角测量法能测定出发送装置的位置。根据本发明，对于不同的天线而言，特别是合适选择的定向天线的布置是非常有意义的。通过在无线电探向中进行时间上前后相继的测量也使得速度测量成为可能。此外还能够通过分析接收场强度来测定或估计接收装置和发送装置之间的距离。
[0014]位置和速度测量也能够通过雷达测量装置或激光测量装置或者说通常通过传感器进行，其通过发送射线和接收从对象上反射回来的射线进行速度测量。当射线充分定向时，通过绝对的传输时间内也能够实现位置的确定。
[0015]根据本发明，当然也特别地可以考虑将摄影机用于其它的传感器，在这些摄影机中，如果摄影机经过了校准并且在可能的情况下对象的确定的特征、例如车辆号码牌的尺寸是已知的，便能够通过图像分析实现位置的确定。随后便能够从这些信息中确定对象在三维空间中的位置。在对象的确定的特征未知的情况下，也能够借助于立体摄影机进行位置分析。
[0016]前述的传感器特别良好地适用于实施根据本发明的方法。然而，本发明并不一定局限于该传感器，而是也包括其它的合适的传感器，这些传感器能够通过与通信相分离地独自地检测相应的信息而测定出在无线电信息中在内容上传输的信息。
[0017]按照根据本发明的方法的一种可替换的或附加的实施方式也可以提出，从通信信息中获取的特征是参与的发送装置的在C2X通信中传输的典型性(Typisierung)，并且参与的发送装置的典型性(Typ)能够通过独立的传感器测定。具有图像分析装置的摄影机在这里特别地适合于用作传感器，以便在可能的情况下利用通过光学的或声学的传感器和分析装置来识别通过接通蓝闪光或警铃来表明的紧急情况行车而确定“紧急任务用车”的典型性。参与的发送装置的典型性也可以在运输车辆流识别的范畴中进行，在该运输车辆流识别中例如通过发送单元计量运输车辆流并且将其发送至上级中心。该中心例如能够通过专门的接收装置测试关于该运输车辆流的信息。
[0018]除了前述的校验方法在可能的情况下也能够应用的本发明的另一种实施方式在于，从通信信息中获取的特征是参与的发送装置的在C2X通信中传输的状态，并且参与的发送装置的状态能够通过独立的传感器测定。
[0019]在这种情况下，参与的发送装置例如可以是交通信号灯，其在C2X通信中传输其状态(红、黄、绿)。例如可以考虑将具有摄影机的、光学上监控交通信号灯的状态的监控装置用作接收装置。由此不仅能够确定在从交通信号灯发出的通信中的错误，也能够确定由安装在稍微偏离交通信号灯的第三方发送装置发送的可能的错误信息，并且在可能的情况下导入其它的校验。
[0020]根据本发明特别有利的是，当不一致时，例如当通过超过对于所获取的特征和/或传感器而言合适的公差范围而测定的不一致时，由接收装置生成消息，该消息允许推断出发送装置的身份和/或能实现标识发送装置。这些消息可以特别地是照片，从照片中提取出的数据、例如车辆号码牌，发送装置ID标志、例如MAC，静止的发送装置的位置或类似。消息能够通过C2X或其它通信传输至分析位置，其中，分析位置既可以是中心的、也可以是移动的应用中心。也存在这样的可能性，即为了调用(Abrufung)或存储将消息存放在接收装置的存储单元中并且在那里进行适当的调用。在许多情况下，通过这种消息能够标识蓄意的虚假发送装置并且同时受法律保护和支持地记录不正确的通信信息。
[0021 ] 本发明也涉及一种用于实施用于校验在车辆与周围环境通信(C2X通信)中的通信信息的方法的接收装置，在该接收装置接收和分析通信信息，其中，接收装置具有用于接收在车辆与周围环境通信中的通信信息的接收器以及可能也具有用于发送通信信息的发送器、独立于车辆与周围环境通信的传感器装置和计算单元。根据本发明，计算单元设计用于实施前述方法或其中的某些部分。
[0022]根据一种优选的实施方式，传感器装置具有摄影机，可能也具有立体摄影机、优选地具有探向天线阵列的无线电探向装置或速度测量装置。该速度测量装置可以是雷达测量装置或激光测量装置或者说普遍意义上的、能够通过发送射线和接收由对象反射的射线进行已经说明了的速度或位置测量的传感器。根据本发明，此外也可以考虑其它的适合于利用自身的传感器测量值检测通信信息的内容的传感器。
[0023]根据本发明，接收装置可以设计为移动的或静止的单元。移动的接收单元具有这样的优点，即其能够灵活地应用在不同的位置处，以便测试C2X通信，例如也可以在由警方实施的检查的范畴内应用。静止的单元可以优选地集成在本来就参与C2X通信中的单元并且由此持续地、优选地在C2X通信网络的对于安全具有特别重要的意义的位置处进行对C2X信息的合适的、内容上的校验，以便在发现有目的性的虚假信息或错误的情况下进行干涉。
[0024]不仅移动的、而且静止的接收装置均可以集成在参与车辆与周围环境通信中的、具有其它功能的参与者中。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本发明的其它优点、特征或应用可能性也可以从后面的对实施例的说明和附图中得出。在此，与权利要求书中的总结或权利要求的引用无关地所有描述的和/或通过图形示出的特征本身或以任意组合地均构成本发明的对象。附图示出:
[0026]图1是根据本发明的、具有作为传感器单元的摄影机的接收装置；
[0027]图2是根据本发明的、具有作为传感器单元的探向天线的装置的接收装置，
[0028]图3是根据本发明的、具有作为传感器单元的立体摄影机的接收装置和
[0029]图4是具有作为传感器单元的、用于对参与车辆与周围环境通信的参与者进行状态监控的摄影机的接收装置。【具体实施方式】
[0030]为了参与车辆与周围环境通信，在图1至4中示出的接收装置I中的任一接收装置均具有接收器2，该接收器能够接收在车辆与周围环境通信中的通信信息4。在可能的情况下，接收器也可以设计为组合式的接收-和发送器2，该接收-和发送器除了接收通信信息4外也能够通过车辆与周围环境通信发出相应的通信信息4。此外，接收装置I还具有计算单元3，该计算单元设计用于根据本发明来实施用于校验在车辆与周围环境通信中的通
息的方法。
[0031]为此接收和分析通过接收单元2接收的、例如由参与街道交通中的机动车5作为发送装置发出的通信信息4。其中，通信信息4可以包含车辆5的各种信息，例如车辆类型(私人汽车、载重汽车、紧急任务用车或类似车辆)以及对于机动车5的位置和速度的说明。
[0032]为了能够校验机动车5的包含在通信信息4中的信息的正确性，接收装置I具有用作传感器的摄影机6，特别是当接收单元2接收机动车5的通信信息4时，该摄影机能够拍摄机动车5。为了进行校验，随后在计算单元3中从通信信息4的内容中提取至少一个特定的特征并且将其和通过独立于车辆与周围环境通信的传感装置6获得的、与该特征相应的特征进行比较，在这种情况下，该传感装置由具有其中一种摄影机的传感器构成。
[0033]当通信信息4发送出车辆5是紧急任务用车的消息时，在图1中示出的例子特别地能够校验机动车(紧急任务用车)的类型。紧急任务用车是能够以简单的方式通过外部特征，例如蓝闪光/警铃、图片中的车身字样或类似特征与其它的车辆区分开来的。此外还能够在接收装置I的计算单元3中存放具有紧急任务用车的车辆号码牌的清单，从而能够通过比较所拍摄的和从摄像中提取出的号码牌而识别出这些紧急任务用车。在这种情况下存在这种可能性，即通过拍摄机动车5的照片来校验通过车辆5发送的通信信息4是否正确。
[0034]这种接收装置I可以安装在监控装置中，例如安装在用于警诫闯红灯或超速的自动闪光设备中，这些自动闪光设备能够识别和确定闯红灯或超速的行为。如果将根据本发明的接收装置I集成在这种监控装置中，监控装置便能够接收冒充紧急任务用车或救护车的机动车5的通信信息。在这种情况下无论如何都会对车辆拍照，其中，紧接着在计算单元3中或中心的分析处校验车辆号码牌和车辆类型。如果真正是也能够从车贴、颜色、车身字样和/或蓝闪光识别出的车辆紧急任务用车，并且/或者所属的号码牌也已登记为紧急任务用车时，便不会采取任何行为并且照片被丢弃。
[0035]然而，如果是冒充紧急任务用车的车辆5，便能够开始进行处罚追究。为此，接收装置I产生例如具有所期望的车辆5的照片的消息，在该照片上优选地能够识别驾驶者和特别是能够识别号码牌。随后能够借助于这样的消息并通过号码牌找出该车辆的持有者并且/或者将号码牌和车辆类型例如直接发送至附近的警察巡逻车。这具有这样的优点，即追究能够迅速进行。就这点来说，直接在接收装置I的计算单元3中实施分析具有重要意义。然而，根据本发明，也可以设计能够不具有较大时间延迟地调取监控装置的图像的中心处来代替计算单元3。
[0036]所提出的方法也不会干涉到私人的私人空间，这是由于只要私人不冒充紧急任务用车并且闯红灯的话并不会对其拍照。而正在执行任务的并且强求先行的紧急任务用车相反则不受私人空间的保护。[0037]通过所提出的方法即实现了对由机动车5发出的通信信号4的高效校验。除了用于监控闯红灯的监控装置外，该方法也非常适合用在用于监控超速的装置中，其中，在这种情况下，接收装置I优选地可以是可移动的监控装置，从而能够在常见的交通监控中迅速地从来往车流中向违反交通规则者或交通肇事者示意。
[0038]如果除了纯粹视觉上的监控外，还能够从在C2X通信的通信信息4中传输的特征中分析出在机动车5中的参与C2X通信的发送装置的位置和/或速度的话，这便特别地适用于这种监控装置。
[0039]对于相应的接收装置的例子在图2中示出，在图2中，具有接收单元2和计算单元3的、用于传感装置的接收装置I具有无线电探向装置7，该无线电探向装置具有由探向天线8构成的装置。利用这些探向天线能够轻松地确定无线电信息4是从哪一方向接收到的，其中，在可能的情况下甚至能够一并考虑到高度信息。现在将该信息与在通信信息4中发送出的位置相比较并且当二者不一致时抓取该信息以便进行处罚追究，其中，理想的情况是，借助于在图2中未示出的摄影机6校验作为虚假发送装置的机动车5的号码牌。如果虚假发送装置是不具有号码牌的机动车5，则能够例如借助于接收装置I的位置信息和相对于接收装置I的位置信息计算出虚假发送装置的位置以代替号码牌。
[0040]在接收装置I静止的情况下，接收装置能够预先测量周围环境的接收行为。由此在除了方向外还能够考虑到接收场强度并且可能从中推测出接收装置I和机动车5中的发送装置之间的距离。除了确证所发送的信息的正确性外，该信息还能在通信信息4中应用。
[0041]在图3中示出了接收装置I的另一种变体，该变体具有用作传感装置的立体摄影机9，利用该立体摄影机能够在任何情况下进行位置确定。
[0042]根据本发明，接收装置I也能够具有用作用于监控机动车5中的发送装置的速度的监控装置的雷达探测器并且通过这种方式将在通信信息4中所传输的速度与实际测量到的速度相比较。通过借助于雷达计算接收装置I和在机动车5中的发送装置之间的距离、特别是通过对发送出的反射回来的雷达波的时长观察，也能够利用该信息一并监控位置信息。这种方法特别适用于移动的监控单元。因此，根据本发明特别有意义的是，也将接收装置I集成在移动的监控装置中。
[0043]为了监控参与C2X通信中的参与者的状态，有意义的是，借助于具有接收单元2和计算单元3的接收装置I监控交通信号灯10的通信信息4，在该信息中传输交通信号灯颜色(红、黄、绿)的当前状态。这在图4中示出。接收装置I为此具有校验交通信号灯10的光线信号的摄影机6。从中能够根据经验计算出交通信号灯阶段的时长。将这些信息与所发送的信息进行比较并且在发生故障时通知交通信号灯10的操作员并且要求操作员消除故障。在可能的情况下也能够关闭交通信号灯10的C2X-发送单元，以避免发送不正确的信息。
[0044]具有用作传感装置的摄影机6的相应的接收装置I也能够用于校验街道上或高速公路上的车流。将该信息与由路侧单元接收的、同样也传输车流信息的信息进行比较。当二者不一致时，如果路侧单元作为静止的监控单元无法发现错误以及虚假发送装置，为了进行校验可以发送移动的校验单元。
[0045]通过所提出的方法和相应的、能够设计为移动的接收装置的或集成在其它的功能单元的接收装置I能够以简单的方式通过独立的传感器6，7，9校验在C2X通信中的通信信息的内容信息，以便识别错误并且揭露蓄意的虚假通信信息4并且将肇事者绳之以法。
【权利要求】
1.一种用于校验在车辆与周围环境通信中的通信信息(4)的方法，在所述方法中接收和分析所述通信信息(4)，其特征在于，在校验所述通信信息(4)时将从所述通信信息(4)的内容中获取的特征和通过独立于所述车辆与周围环境通信的传感器(6，7，9)获取的与所述特征相应的特征进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述通信信息(4)中获取的所述特征是参与的发送装置(5 )的传输的位置和/或速度，并且所述参与的发送装置(5 )的所述位置和/或所述速度能够通过独立的所述传感器(6，7，9)测定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从所述通信信息(4)中获取的所述特征是所述参与的发送装置(5)的传输的典型性，并且所述参与的发送装置(5)的所述典型性能够通过独立的所述传感器(6，7，9)测定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从所述通信信息(4)中获取的所述特征是参与的发送装置(10)的传输的状态，并且所述参与的发送装置(10)的所述状态能够通过独立的所述传感器(6，7，9 )测定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当不一致时，由所述接收装置(O生成消息，所述消息允许推断出所述发送装置(5，10)的身份和/或能实现标识所述发送装置。
6.一种用于实施用于校验在所述车辆与周围环境通信中的所述通信信息(4)的方法的接收装置，在所述接收装置中接收和分析所述通信信息(4)，其中，所述接收装置(I)具有用于接收在所述车辆与周围环境通信中的所述通信信息(4)的接收器(2)、独立于所述车辆与周围环境通信的传感器装置(6，7，9)和计算单元(3)，其特征在于，所述计算单元(3)设计用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。
7.根据权利要求6所述的接收装置，其特征在于，所述传感器装置具有摄影机(6)、无线电探向装置(7)或速度测量装置。
8.根据权利要求6或7所述的接收装置，其特征在于，所述接收装置(I)设计为移动的或静止的单元。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的接收装置，其特征在于，所述接收装置(I)集成在参与所述车辆与周围环境通信的、具有其它功能的参与者中。
【文档编号】G01C21/28GK103503418SQ201280020174
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】马克·门策尔, 乌尔里希·施特林 申请人:大陆汽车有限责任公司