Die Erfindung betrifft ein System zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, 6 oder 9 und ein Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 12, 17 oder 19.The invention relates to a system for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of the preamble of patent claim 1, 6 or 9 and to a method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of the preamble of patent claim 12, 17 or 19.
Derartige Systeme zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs weisen neben dem bodengebundenen Personenkraftfahrzeug eine räumlich vom Personenkraftfahrzeug getrennt angeordnete Kontrolleinheit auf. Das Personenkraftfahrzeug wird in dieser Schrift auch als Fahrzeug oder Auto bezeichnet. Das Personenkraftfahrzeug ist durch einen Bediener mittels von dem Bediener generierten und von der Kontrolleinheit an das Personenkraftfahrzeug übermittelten Steuersignalen steuerbar. Bei dem teleoperierten Steuern ist der Bediener physisch vom Fahrzeug entkoppelt. Die zu bewältigenden Fahraufgaben werden aus der Ferne gelöst. Das Personenkraftfahrzeug weist zumindest eine Kamera auf. Die Kontrolleinheit weist eine Anzeigevorrichtung auf. Mittels der Kamera ermittelte Bilddaten sind an die Kontrolleinheit übertragbar und mittels der Anzeigevorrichtung für den Bediener zur Steuerung des Personenkraftfahrzeugs darstellbar. Der Bediener kann somit Hindernisse, Straßenbeschaffenheit oder Verkehrsschilder erkennen und das Personenkraftfahrzeug diesbezüglich steuern. Die Steuersignale und die Bilddaten sind zwischen einem Fahrzeug-Antennen-System des Personenkraftfahrzeugs und einem Übertragungs-Antennen-System drahtlos übertragbar. Zwischen dem Übertragungs-Antennen-System und der Kontrolleinheit sind die Steuersignale und die Bilddaten drahtlos und/oder drahtgebunden übertragbar.Such systems for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle comprise, in addition to the ground-based passenger vehicle, a control unit arranged spatially separate from the passenger vehicle. The passenger vehicle is also referred to in this document as a vehicle or car. The passenger vehicle can be controlled by an operator using control signals generated by the operator and transmitted to the passenger vehicle by the control unit. In teleoperated control, the operator is physically decoupled from the vehicle. The driving tasks to be performed are performed remotely. The passenger vehicle has at least one camera. The control unit has a display device. Image data acquired by the camera can be transmitted to the control unit and displayed on the display device for the operator to control the passenger vehicle. The operator can thus detect obstacles, road conditions, or traffic signs and control the passenger vehicle accordingly. The control signals and image data can be transmitted wirelessly between a vehicle antenna system of the passenger vehicle and a transmission antenna system. The control signals and image data can be transmitted wirelessly and/or wired between the transmission antenna system and the control unit.
Insbesondere mittels eines solchen Systems ist ein Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs ausführbar, in welchem das Personenkraftfahrzeug durch einen Bediener mittels von dem Bediener generierten und von einer räumlich vom Personenkraftfahrzeug getrennt angeordneten Kontrolleinheit an das Personenkraftfahrzeug übermittelten Steuersignalen gesteuert wird. Mittels zumindest einer Kamera des Personenkraftfahrzeugs ermittelte Bilddaten werden an die Kontrolleinheit übertragen und mittels einer Anzeigevorrichtung der Kontrolleinheit für den Bediener zur Steuerung des Personenkraftfahrzeugs dargestellt. Die Steuersignale und die Bilddaten werden zwischen einem Fahrzeug-Antennen-System des Personenkraftfahrzeugs und einem Übertragungs-Antennen-System drahtlos übertragen. Die drahtlose Übertragung zwischen dem Fahrzeug-Antennen-System und der Übertragungs-Antenne erfolgt über ein Kommunikationsnetzwerk, welches von einem Provider bereitgestellt wird. Ein solches Kommunikationsnetzwerk weist eine bestimmte Netzabdeckung auf. Die drahtlose Übertragung zwischen dem Fahrzeug-Antennen-System und der Übertragungs-Antenne ermöglicht ein freies Bewegen des Personenkraftfahrzeugs. Die Steuersignale und die Bilddaten werden zwischen dem Übertragungs-Antennen-System und der Kontrolleinheit drahtlos und/oder drahtgebunden übertragen. Diese kabelgebundene Übertragung erfolgt vorzugsweise über das Internet, insbesondere über Glasfaserkabel.In particular, such a system can be used to implement a method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle, in which the passenger vehicle is controlled by an operator using control signals generated by the operator and transmitted to the passenger vehicle by a control unit arranged spatially separate from the passenger vehicle. Image data acquired by at least one camera of the passenger vehicle is transmitted to the control unit and displayed by a display device of the control unit for the operator to control the passenger vehicle. The control signals and the image data are transmitted wirelessly between a vehicle antenna system of the passenger vehicle and a transmission antenna system. The wireless transmission between the vehicle antenna system and the transmission antenna takes place via a communications network provided by a provider. Such a communications network has a specific network coverage. The wireless transmission between the vehicle antenna system and the transmission antenna enables the passenger vehicle to move freely. The control signals and image data are transmitted wirelessly and/or wired between the transmission antenna system and the control unit. This wired transmission is preferably carried out via the Internet, particularly via fiber optic cables.
Wenn aufgrund einer Unterbrechung bzw. Störung der Übertragung der Steuersignale die Steuersignale nicht oder gestört übertragen werden, kann es zu unkontrollierten Fahrzuständen des Personenkraftfahrzeugs kommen. Wenn aufgrund einer Unterbrechung bzw. Störung der Übertragung der Bilddaten keine oder gestörte Bilddaten für den Bediener dargestellt werden, ist ein sicheres Steuern des Personenkraftfahrzeugs für den Bediener zumindest erschwert. Das System und das Verfahren zum teleoperierten Steuern des bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs kommt dann nur in Gebieten unterbrechungs- bzw. störungsfreier Datenübertragung zum Einsatz, wobei diese Gebiete aufgrund der vorliegenden Netzabdeckung entsprechend eingeschränkt sind. Das System und das Verfahren zum teleoperierten Steuern des bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs weist somit aufgrund der vorliegenden Netzabdeckung nur eine eingeschränkte Verfügbarkeit auf.If an interruption or disruption in the transmission of the control signals means that the control signals are not transmitted or are transmitted with interference, this can lead to uncontrolled driving conditions of the passenger vehicle. If an interruption or disruption in the transmission of the image data means that no image data or the image data is displayed to the operator, safe control of the passenger vehicle is at least more difficult for the operator. The system and method for teleoperated control of the ground-based passenger vehicle is then only used in areas of uninterrupted or interference-free data transmission, whereby these areas are correspondingly limited due to the existing network coverage. The system and method for teleoperated control of the ground-based passenger vehicle therefore only has limited availability due to the existing network coverage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das System und das Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs nun derart auszugestalten und / oder weiterzubilden, dass eine unterbrechungs- bzw. störungsfreie Übertragung von Steuersignalen und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit sichergestellt ist. Weiterhin sollen die Gebiete unterbrechungs- bzw. störungsfreier Datenübertragung bei gleichbleibender Netzabdeckung vergrößert und somit die Verfügbarkeit des Systems und des Verfahrens zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs erhöht werden.The invention is therefore based on the object of designing and/or developing the system and method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle in such a way that uninterrupted and interference-free transmission of control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit is ensured. Furthermore, the areas of uninterrupted and interference-free data transmission are to be expanded while maintaining consistent network coverage, thus increasing the availability of the system and method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun zunächst durch ein System zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This problem underlying the invention is now initially solved by a system for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 1.
Ein Aspekt der Erfindung liegt zunächst im Wesentlichen darin, dass das Fahrzeug-Antennen-System eine Direktional-Antenne mit einstellbarer Blickrichtung aufweist. Eine Direktional-Antenne ist eine Antenne mit ausgeprägter Richtwirkung, d.h. elektromagnetische Wellen werden in einen bestimmten Bereich von der Antenne abgestrahlt, bzw. aus diesem Bereich kommende elektromagnetische Wellen können von der Antenne besonders gut empfangen werden. Die Blickrichtung stellt eine gedachte, von der Direktional-Antenne wegführende Gerade dar, welche mittig in dem genannten bestimmten Bereich liegt. Als Sendeantenne konzentriert die Direktional-Antenne die Energie der gesendeten elektromagnetischen Wellen in Blickrichtung und erzeugt dadurch eine Richtstrahlung. Als Empfangsantenne liegt die maximale Empfindlichkeit der Direktional-Antenne in der Blickrichtung. Ein Antennendiagramm der Direktional-Antenne weist eine ausgeprägte, sogenannte Hauptkeule auf, in welcher die Blickrichtung liegt. Durch die Einstellung der Blickrichtung ist eine Übertragungsbandbreite zwischen der Direktional-Antenne und einer bestimmten Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems optimierbar, wobei die Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten zwischen dieser bestimmten Übertragungs-Antenne und der Direktional-Antenne erfolgt. Dazu wird die Blickrichtung vorzugsweise zu dieser bestimmten Übertragungs-Antenne ausgerichtet. Die Blickrichtung ist insbesondere nachführbar, so dass die Direktional-Antenne immer zu dieser bestimmten Übertragungs-Antenne ausgerichtet ist, egal in welcher Position / Ausrichtung zu dieser bestimmten Übertragungs-Antenne sich das Personenkraftfahrzeug befindet. Somit ist eine unterbrechungs- bzw. störungsfreie Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit sichergestellt. Ein Risiko von Übertragungsstörungen ist minimiert. Weiterhin sind die Gebiete unterbrechungs- bzw. störungsfreier Datenübertragung bei gleichbleibender Netzabdeckung durch die Direktional-Antenne mit einstellbarer Blickrichtung und die damit verbundene verbesserte Datenübertragung vergrößert. Somit ist dann die Verfügbarkeit des Systems und des Verfahrens zum teleoperierten Steuern des bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs erhöht.One aspect of the invention is essentially that the vehicle antenna system has a directional antenna with an adjustable viewing direction. A directional antenna is an antenna with pronounced directional effect, i.e. electromagnetic waves are radiated by the antenna into a specific area, or electromagnetic waves coming from this area can be received particularly well by the antenna. The line of sight represents an imaginary straight line leading away from the directional antenna, which is centered in the specified area. As a transmitting antenna, the directional antenna concentrates the energy of the transmitted electromagnetic waves in the line of sight, thereby generating directional radiation. As a receiving antenna, the directional antenna's maximum sensitivity lies in the line of sight. The antenna pattern of a directional antenna has a pronounced, so-called main lobe, in which the line of sight lies. By adjusting the line of sight, the transmission bandwidth between the directional antenna and a specific transmission antenna of the transmission antenna system can be optimized, with the transmission of control signals and image data taking place between this specific transmission antenna and the directional antenna. For this purpose, the viewing direction is preferably aligned towards this specific transmission antenna. The viewing direction is particularly adjustable so that the directional antenna is always aligned towards this specific transmission antenna, regardless of the position/alignment of the passenger vehicle relative to this specific transmission antenna. This ensures uninterrupted and interference-free transmission of the control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit. The risk of transmission interference is minimized. Furthermore, the areas of uninterrupted and interference-free data transmission are expanded while maintaining consistent network coverage thanks to the directional antenna with adjustable viewing direction and the associated improved data transmission. This increases the availability of the system and method for remotely controlling the ground-based passenger vehicle.
Vorzugsweise ist die Blickrichtung mittels mehrerer Einzelantennen der als Gruppenantenne ausgeführten Direktional-Antenne durch eine mittels einer Antennen-Steuereinheit der Direktional-Antenne generierbaren Phasenverschiebung der einzelnen Einzelantennen zueinander einstellbar. Die Einzelantennen sind vorzugsweise nebeneinander, hintereinander, in einem Array und/oder kreisförmig angeordnet. Die Einzelantennen sind vorzugsweise in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet. Durch eine gezielte Einstellung der Phase an jeder Einzelantenne ist die Blickrichtung einstellbar, insbesondere auch verschwenkbar. Vorteilhafterweise ist so die Blickrichtung einstellbar, ohne dass die Direktional-Antenne mechanisch bewegt werden muss, so dass die Einstellung der Blickrichtung mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ermöglicht ist. Weiterhin ist ein besonders schnelles Bewegen der Blickrichtung ermöglicht.The viewing direction can preferably be adjusted by means of several individual antennas of the directional antenna designed as an array antenna by means of a phase shift of the individual antennas relative to one another, which can be generated by an antenna control unit of the directional antenna. The individual antennas are preferably arranged next to one another, one behind the other, in an array and/or in a circle. The individual antennas are preferably arranged at a specific distance from one another. By specifically adjusting the phase on each individual antenna, the viewing direction can be adjusted, in particular also pivoted. Advantageously, the viewing direction can thus be adjusted without the directional antenna having to be moved mechanically, so that the viewing direction can be adjusted with little technical effort. Furthermore, a particularly rapid movement of the viewing direction is possible.
Weiter bevorzugt ist die Blickrichtung der Direktional-Antenne mittels der Antennen-Steuereinheit in einer einzigen Ebene verschwenkbar. Dies ist mit geringem steuerungstechnischem Aufwand möglich. Dabei kommen zur Einstellung der Phasen vorzugsweise sogenannte Vektor Modulationen zum Einsatz.Further preferably, the viewing direction of the directional antenna can be pivoted in a single plane using the antenna control unit. This is possible with minimal control effort. So-called vector modulations are preferably used to adjust the phases.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Systems ist die Blickrichtung der Direktional-Antenne mittels der Antennen-Steuereinheit in zwei Ebenen verschwenkbar. Dabei kommen zur Einstellung der Phasen vorzugsweise sogenannte Array Modulationen zum Einsatz. So kann die Direktional-Antenne zur bestimmten Übertragungs-Antenne besonders genau ausgerichtet werden.According to another embodiment of the system, the viewing direction of the directional antenna can be pivoted in two planes using the antenna control unit. Array modulation is preferably used to adjust the phases. This allows the directional antenna to be aligned with particular precision to the specific transmission antenna.
Vorteilhafterweise ist die Blickrichtung der Direktional-Antenne mechanisch durch eine Bewegung vorzugsweise eine Rotation der Direktional-Antenne einstellbar. Auch eine Kombination der oben beschriebenen elektrischen Einstellung der Blickrichtung mit der mechanischen durch das Bewegen der Direktional-Antenne ist denkbar.Advantageously, the viewing direction of the directional antenna can be adjusted mechanically by moving, preferably rotating, the directional antenna. A combination of the above-described electrical adjustment of the viewing direction with the mechanical adjustment by moving the directional antenna is also conceivable.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein System zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.The object underlying the invention is also achieved by a system for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 6.
Ein Aspekt der Erfindung liegt dann im Wesentlichen darin, dass das Fahrzeug-Antennen-System zumindest drei vorzugsweise vier Direktional-Antennen aufweist, deren Blickrichtungen derart ausgerichtet sind, dass mittels der Direktional-Antennen im Wesentlichen voneinander abgegrenzte Sektoren abdeckbar sind. Die Blickrichtungen sind jeweils mittig in den jeweiligen Sektoren ausgebildet. Mit im Wesentlichen voneinander abgegrenzten Sektoren ist gemeint, dass eine kleine Überschneidung der Sektoren, insbesondere eine Überlappung bei 3-dB, denkbar ist, um eine Empfangs- / Aussendelücke zwischen zwei Direktional-Antennen zu vermeiden. Die Direktional-Antennen sind vorzugsweise auf einem Kreis angeordnet, wobei die Blickrichtungen im Wesentlichen senkrecht zu diesem Kreis und von Kreismittelpunkt weg ausgerichtet sind.One aspect of the invention then essentially lies in the fact that the vehicle antenna system has at least three, preferably four, directional antennas whose viewing directions are aligned such that essentially mutually delimited sectors can be covered by means of the directional antennas. The viewing directions are each formed centrally in the respective sectors. By essentially mutually delimited sectors, we mean that a small overlap of the sectors, in particular an overlap of 3 dB, is conceivable in order to avoid a reception/transmission gap between two directional antennas. The directional antennas are preferably arranged on a circle, wherein the viewing directions are aligned essentially perpendicular to this circle and away from the circle center.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems weist das Fahrzeug-Antennen-System genau drei Direktional-Antennen auf, welche im Winkel von jeweils im Wesentlichen 120° zueinander positioniert sind. Somit kann mit nur drei Direktional-Antennen die komplette Umgebung des Fahrzeuges also in einem Winkelbereich von 360° abgedeckt werden. Mittels einer jeden der drei Direktional-Antennen ist dann vorteilhafterweise ein Sektor von im Wesentlichen 120° in einer horizontalen Ebene abdeckbar. Dann kann ein Austausch der Steuersignale und Bilddaten zwischen einer der Direktional-Antennen und einer in einer beliebigen Richtung zum Personenkraftfahrzeug angeordneten Übertragungs-Antenne erfolgen, ohne dass die Blickrichtung einer der Antennen eingestellt werden muss. Die Auswahl einer der Direktional-Antennen zur Datenübertragung ist dann ausreichend.According to a preferred embodiment of the system, the vehicle antenna system has exactly three directional antennas, each positioned at an angle of substantially 120° to each other. Thus, the entire surroundings of the vehicle can be covered with only three directional antennas. The vehicle's field of view can thus be covered in an angular range of 360°. Each of the three directional antennas can then advantageously cover a sector of essentially 120° in a horizontal plane. Control signals and image data can then be exchanged between one of the directional antennas and a transmission antenna arranged in any direction relative to the passenger vehicle, without having to adjust the viewing direction of one of the antennas. Selecting one of the directional antennas for data transmission is then sufficient.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Systems weist das Fahrzeug-Antennen-System genau vier Direktional-Antennen auf, welche im Winkel von jeweils im Wesentlichen 90° zueinander positioniert sind. Somit kann mit nur vier Direktional-Antennen die komplette Umgebung des Fahrzeuges also in einem Winkelbereich von 360° in einer horizontalen Ebene abgedeckt werden. Mittels einer jeden der vier Direktional-Antennen ist dann vorteilhafterweise ein Sektor von im Wesentlichen 90° abdeckbar. Im Gegensatz zu dem Fall mit den drei Direktional-Antennen mit dem jeweiligen Sende-/ Empfangssektor von im Wesentlichen 120° sind dann vorrichtungstechnisch einfacher ausgeführte Direktional-Antennen einsetzbar. Denkbar wäre aber auch eine höhere Anzahl als vier Direktional-Antennen zu Realisierung noch kleinerer Sektoren zu nutzen.According to a particularly preferred embodiment of the system, the vehicle antenna system has exactly four directional antennas, each positioned at an angle of essentially 90° to one another. Thus, with just four directional antennas, the entire surroundings of the vehicle can be covered, i.e., within an angular range of 360° in a horizontal plane. Each of the four directional antennas can then advantageously cover a sector of essentially 90°. In contrast to the case with the three directional antennas with the respective transmission/reception sector of essentially 120°, directional antennas with a simpler design can then be used. However, it would also be conceivable to use a higher number than four directional antennas to realize even smaller sectors.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein System zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.The object underlying the invention is also achieved by a system for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 9.
Ein Aspekt der Erfindung liegt dann im Wesentlichen darin, dass das Fahrzeug-Antennen-System zumindest zwei Direktional-Antennen aufweist, wobei zwischen einer jeden Direktional-Antenne und einer bestimmten Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems ein separater Übertragungs-Pfad ausbildbar ist. Dabei sind die beiden Übertragungs-Pfade z.B. zwischen den beiden Direktional-Antennen und derselben Übertragungs-Antenne ausbildbar. Denkbar ist aber auch, die beiden Übertragungs-Pfade zwischen den beiden Direktional-Antennen und zwei verschiedenen Übertragungs-Antennen auszubilden. Somit weist das System eine Redundanz bezogen auf die Übertragungs-Pfade auf, so dass die Sicherheit der Erreichung der unterbrechungs- bzw. störungsfreien Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit weiter erhöht ist. Das Risiko von Übertragungsstörungen ist weiter verringert.One aspect of the invention then essentially lies in the fact that the vehicle antenna system has at least two directional antennas, wherein a separate transmission path can be formed between each directional antenna and a specific transmission antenna of the transmission antenna system. The two transmission paths can be formed, for example, between the two directional antennas and the same transmission antenna. However, it is also conceivable to form the two transmission paths between the two directional antennas and two different transmission antennas. Thus, the system has redundancy with regard to the transmission paths, so that the reliability of achieving the uninterrupted and interference-free transmission of the control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit is further increased. The risk of transmission interference is further reduced.
Vorteilhafterweise ist mittels des Übertragungs-Antennen-Systems ein Mobilfunk-Kommunikationssystem, insbesondere nach dem 4G oder 5G-Standard, ausbildbar. Die Bilddaten und Steuersignale sind mittels des Mobilfunk-Kommunikationssystems vorzugsweise in Echtzeit übertragbar, was insbesondere durch den 4G oder 5G-Standard sichergestellt ist.Advantageously, a mobile radio communication system, particularly according to the 4G or 5G standard, can be implemented using the transmission antenna system. The image data and control signals can be transmitted via the mobile radio communication system, preferably in real time, which is ensured in particular by the 4G or 5G standard.
Weiter bevorzugt ist mittels des Übertragungs-Antennen-Systems ein Satelliten-Kommunikationssystem ausbildbar. Insbesondere ist zumindest eine Übertragungs-Antenne als Satellit ausgebildet oder mit einem Satelliten verbunden. Zugehörig ist dann vorzugsweise eine der Direktional-Antennen zur Datenübertragung mit einem solchen Satelliten ausgebildet. Wenn mittels des Übertragungs-Antennen-Systems sowohl das Mobilfunk-Kommunikationssystem wie auch das Satelliten-Kommunikationssystem ausbildbar ist, ist eine weitere Redundanz auf dieser Systemebene erreicht. Sollte also das Mobilfunk-Kommunikationssystem ausfallen, so steht dann immer noch das Satelliten-Kommunikationssystem zu Verfügung und umgekehrt. Diese weitere Redundanz führt zu einer weiteren Erhöhung der Sicherheit der Erreichung der unterbrechungs- bzw. störungsfreien Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit. Auch ist das Risiko von Übertragungsstörungen weiter verringert. Insbesondere sind die beiden Systeme auch gleichzeitig nutzbar, z.B. in dem ein Übertragungs-Pfad mittels des Mobilfunk-Kommunikationssystems und ein weiterer Übertragungs-Pfad mittels des Satelliten-Kommunikationssystems ausbildbar ist bzw. ausgebildet wird.Further preferably, a satellite communications system can be formed using the transmission antenna system. In particular, at least one transmission antenna is designed as a satellite or connected to a satellite. One of the directional antennas is then preferably designed for data transmission with such a satellite. If both the mobile radio communications system and the satellite communications system can be formed using the transmission antenna system, further redundancy is achieved at this system level. Thus, should the mobile radio communications system fail, the satellite communications system is still available, and vice versa. This further redundancy leads to a further increase in the reliability of achieving uninterrupted and interference-free transmission of the control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit. The risk of transmission interference is also further reduced. In particular, the two systems can also be used simultaneously, e.g. in that one transmission path can be or is formed by means of the mobile radio communication system and another transmission path can be or is formed by means of the satellite communication system.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.The object underlying the invention is also achieved by a method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 12.
Ein Aspekt der Erfindung liegt dann im Wesentlichen darin, dass eine Blickrichtung einer Direktional-Antenne des Fahrzeug-Antennen-Systems eingestellt wird. Durch die Einstellung der Blickrichtung wird die Übertragungsbandbreite zwischen der Direktional-Antenne und einer bestimmten, zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten genutzten Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-System optimiert, indem die Blickrichtung möglichst genau zu dieser Übertragungs-Antenne ausgerichtet wird. Die Blickrichtung wird insbesondere nachgeführt, so dass die Direktional-Antenne immer zu dieser bestimmten Übertragungs-Antenne ausgerichtet ist, egal in welcher Position / Ausrichtung zu dieser bestimmten Übertragungs-Antenne sich das Personenkraftfahrzeug befindet. Somit ist eine unterbrechungs- bzw. störungsfreie Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit sichergestellt und ein Risiko von Übertragungsstörungen ist minimiert.One aspect of the invention then essentially lies in the fact that a viewing direction of a directional antenna of the vehicle antenna system is adjusted. By adjusting the viewing direction, the transmission bandwidth between the directional antenna and a specific transmission antenna of the transmission antenna system used for transmitting the control signals and the image data is optimized by aligning the viewing direction as precisely as possible to this transmission antenna. The viewing direction is, in particular, tracked so that the directional antenna is always aligned to this specific transmission antenna, regardless of the position/alignment of the passenger vehicle relative to this specific transmission antenna. This prevents interruptions or interference. The interference-free transmission of control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit is ensured and the risk of transmission interference is minimized.
Bevorzugterweise wird eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems durch die Einstellung der Blickrichtung der Direktional-Antenne mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder mit einer mit der Kontrolleinheit gekoppelten Gesamt-Steuereinheit derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche, zumindest aber eine ausreichend hohe Übertragungsbandbreite zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne und der Direktional-Antenne erreicht wird. Anstelle der Übertragungsbandbreite wird auch von einem Datendurchsatz oder einer Datenübertragungsrate gesprochen. Vorzugsweise wird die bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems durch die Einstellung der Blickrichtung der Direktional-Antenne mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder mit der Gesamt-Steuereinheit derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche, zumindest aber eine ausreichend hohe Datenübertragungsrate oder ein ausreichend hoher Datendurchsatz zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne und der Direktional-Antenne erreicht wird. Insbesondere wird auch eine geringe Latenz bei der Datenübertragung zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne und der Direktional-Antenne erreicht. Die Latenz ist dabei so klein, dass von einer Datenübertragung in Echtzeit gesprochen wird. Es wird gezielt eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems durch die Einstellung der Blickrichtung der Direktional-Antenne zur Datenübertragung ausgewählt. Dabei können neben einer Messung der Übertragungsbandbreite, der Datenübertragungsrate und/oder des Datendurchsatzes die im Folgenden beschriebenen Kriterien helfen, die maximal mögliche, zumindest aber die ausreichend hohe Übertragungsbandbreite, Datenübertragungsrate bzw. den ausreichend hohen Datendurchsatz zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne und der Direktional-Antenne zu erreichen.Preferably, a specific transmission antenna of the transmission antenna system is selected by adjusting the viewing direction of the directional antenna by means of the antenna control unit and/or with an overall control unit coupled to the control unit in such a way that a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth is achieved between the specific transmission antenna and the directional antenna. Instead of the transmission bandwidth, reference is also made to a data throughput or a data transmission rate. Preferably, the specific transmission antenna of the transmission antenna system is selected by adjusting the viewing direction of the directional antenna by means of the antenna control unit and/or with the overall control unit in such a way that a maximum possible, or at least a sufficiently high, data transmission rate or a sufficiently high data throughput is achieved between the specific transmission antenna and the directional antenna. In particular, a low latency is achieved during data transmission between the specific transmission antenna and the directional antenna. The latency is so low that data transmission is considered real-time. A specific transmission antenna of the transmission antenna system is specifically selected for data transmission by adjusting the viewing direction of the directional antenna. In addition to measuring the transmission bandwidth, data transmission rate, and/or data throughput, the criteria described below can help achieve the maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth, data transmission rate, or data throughput between the specific transmission antenna and the directional antenna.
Vorzugsweise weist das Personenkraftfahrzeug einen Positionsbestimmungs-Sensor, insbesondere einen GPS-Sensor auf. Anhand der mittels des Positionsbestimmungs-Sensors bestimmten Position des Personenkraftfahrzeugs wird eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten an diese Übertragungs-Antenne mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder mit der Gesamt-Steuereinheit ausgewählt. Dabei ist in der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit bekannt, an welchen Orten welche der Übertragungs-Antennen optimal für eine stabile Kommunikation hinsichtlich ausreichend hoher Datenübertragungsrate und/oder möglichst geringer Latenz ist. Mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit kann dabei insbesondere auch ein Lernprozess erfolgen, welcher mit aktuell gemessenen Werten z.B. der Datenübertragungsrate und dem zugehörigen Ort gespeist wird und mittels welchem dann eigenständig eine Optimierung für die Zukunft erfolgt.The passenger vehicle preferably has a positioning sensor, in particular a GPS sensor. Based on the position of the passenger vehicle determined by the positioning sensor, a specific transmission antenna of the transmission antenna system is selected for transmitting the control signals and image data to this transmission antenna by means of the antenna control unit and/or the overall control unit. The antenna control unit and/or the overall control unit know at which locations which transmission antenna is optimal for stable communication with regard to a sufficiently high data transmission rate and/or the lowest possible latency. In particular, a learning process can also be carried out by means of the antenna control unit and/or the overall control unit. This learning process is fed with currently measured values, e.g., the data transmission rate and the associated location, and by means of which independent optimization for the future is then carried out.
Weiter bevorzugt wird mittels der Gesamt-Steuereinheit anhand einer bestimmten Zeit eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit hinsichtlich des Erreichens einer maximal möglichen, zumindest aber einer ausreichend hohen Übertragungsbandbreite ausgewählt. Dabei ist in der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit bekannt, zu welchen Zeiten welche der Übertragungs-Antennen optimal für eine stabile Kommunikation hinsichtlich ausreichender hoher Datenübertragungsrate und/oder möglichst geringer Latenz ist. Mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit kann dabei insbesondere auch ein Lernprozess erfolgen, welcher mit aktuell gemessenen Werten z.B. der Datenübertragungsrate und der zugehörigen Zeit gespeist wird und mittels welchem dann eigenständig eine Optimierung für die Zukunft erfolgt.Further preferably, a specific transmission antenna of the transmission antenna system for transmitting the control signals and the image data is selected by the overall control unit and/or the overall control unit based on a specific time with a view to achieving a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth. The antenna control unit and/or the overall control unit know at what times which of the transmission antennas is optimal for stable communication with regard to a sufficiently high data transmission rate and/or the lowest possible latency. In particular, a learning process can also be carried out by the antenna control unit and/or the overall control unit, which is fed with currently measured values, e.g., the data transmission rate and the associated time, and by means of which an independent optimization for the future then takes place.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird anhand von mit Hilfe von Positionsbestimmungs-Sensoren bestimmten Positionen mehrerer Personenkraftfahrzeuge jeweils eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten mittels der jeweiligen Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit hinsichtlich des Erreichens einer jeweils maximal möglichen, zumindest aber einer jeweils ausreichend hohen Übertragungsbandbreite für ein jedes Personenkraftfahrzeug ausgewählt. Insbesondere ist die Gesamt-Steuereinheit mit mehreren Kontrolleinheiten mehrerer Personenkraftfahrzeuge datentechnisch verbunden. Weiter bevorzugt sind die Antennen-Steuereinheiten mehrerer Personenkraftfahrzeuge untereinander datentechnisch verbunden. Somit ist eine Abstimmung der Übertragungsbandbreiten mehrerer Fahrzeuge zum Übertragungs-Antennen-Systems ermöglicht. Insgesamt kann eine Kapazität des Übertragungs-Antennen-Systems durch diese Abstimmung besser ausgenutzt werden. Auch ist eine vorrausschauende Planung denkbar. Z.B. könnte die zur Datenübertragung genutzte Übertragungs-Antenne eines der Fahrzeuge gewechselt werden, auch wenn dies nicht mit einer Verbesserung der Datenübertragung für dieses Fahrzeug einhergeht, um diese Übertragungs-Antenne für die u.U. zukünftige Datenübertragung mit anderen Fahrzeugen zu entlasten.According to a particularly preferred embodiment of the method, based on the positions of several passenger vehicles determined with the aid of position-determining sensors, a specific transmission antenna of the transmission antenna system is selected for transmitting the control signals and the image data by means of the respective antenna control unit and/or the overall control unit with a view to achieving a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth for each passenger vehicle. In particular, the overall control unit is data-linked to several control units of several passenger vehicles. More preferably, the antenna control units of several passenger vehicles are data-linked to one another. This enables the transmission bandwidths of several vehicles to be coordinated with the transmission antenna system. Overall, this coordination allows for better utilization of the capacity of the transmission antenna system. Forward-looking planning is also conceivable. For example, the transmission antenna used for data transmission in one of the vehicles could be changed, even if this does not result in an improvement in data transmission for that vehicle, in order to relieve the load on this transmission antenna for possible future data transmission with other vehicles.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst.The object underlying the invention is also achieved by a method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 17.
Ein Aspekt der Erfindung liegt dann im Wesentlichen darin, dass das Fahrzeug-Antennen-System zumindest drei vorzugsweise vier Direktional-Antennen aufweist, deren Blickrichtungen derart ausgerichtet sind, dass mittels der Direktional-Antennen im Wesentlichen voneinander abgegrenzte Sektoren abgedeckt werden. Es erfolgt ein Austausch der Steuersignale und Bilddaten zwischen einer der Direktional-Antennen und einer in einer beliebigen Richtung zum Personenkraftfahrzeug angeordneten Übertragungs-Antenne, durch die Auswahl einer der Direktional-Antennen zur Datenübertragung, ohne dass die Blickrichtung einer der Antennen eingestellt werden muss.One aspect of the invention then essentially lies in the fact that the vehicle antenna system has at least three, preferably four, directional antennas whose viewing directions are aligned such that the directional antennas cover essentially mutually delimited sectors. Control signals and image data are exchanged between one of the directional antennas and a transmission antenna arranged in any direction toward the passenger vehicle by selecting one of the directional antennas for data transmission, without the need to adjust the viewing direction of one of the antennas.
Bevorzugterweise wird eine bestimmte Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder mit einer mit der Kontrolleinheit gekoppelten Gesamt-Steuereinheit durch die Auswahl einer der Direktional-Antennen derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche, zumindest aber eine ausreichend hohe Übertragungsbandbreite zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne und der ausgewählten Direktional-Antenne erreicht wird. Vorzugsweise erfolgt die Auswahl einer der Direktional-Antennen anhand der mittels des Positionsbestimmungs-Sensors bestimmten Position des Personenkraftfahrzeugs und/oder anhand einer bestimmten Zeit. Die Auswahl einer der Direktional-Antennen könnte auch anhand von mittels der Direktional-Antennen jeweils gemessenen Übertragungsraten mit unter Umständen verschiedenen Übertragungs-Antennen erfolgen.Preferably, a specific transmission antenna of the transmission antenna system is selected by means of the antenna control unit and/or with an overall control unit coupled to the control unit by selecting one of the directional antennas in such a way that a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth is achieved between the specific transmission antenna and the selected directional antenna. Preferably, one of the directional antennas is selected based on the position of the passenger vehicle determined by the position-determining sensor and/or based on a specific time. The selection of one of the directional antennas could also be based on transmission rates measured by the directional antennas, possibly with different transmission antennas.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum teleoperierten Steuern eines bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.The object underlying the invention is also achieved by a method for the teleoperated control of a ground-based passenger vehicle having the features of patent claim 19.
Ein Aspekt der Erfindung liegt dann im Wesentlichen darin, dass das Fahrzeug-Antennen-System zumindest zwei Direktional-Antennen aufweist, wobei zwischen einer jeden Direktional-Antenne und einer bestimmten Übertragungs-Antenne des Übertragungs-Antennen-Systems ein separater Übertragungs-Pfad ausgebildet wird. Mittels der so erzeugten Redundanz bezogen auf die Übertragungs-Pfade wird die Sicherheit der Erreichung der unterbrechungs- bzw. störungsfreien Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit maximiert zumindest aber erhöht und das Risiko von Übertragungsstörungen minimiert zumindest aber verringert.One aspect of the invention then essentially lies in the fact that the vehicle antenna system has at least two directional antennas, with a separate transmission path being formed between each directional antenna and a specific transmission antenna of the transmission antenna system. By means of the redundancy thus created with respect to the transmission paths, the reliability of achieving the uninterrupted or interference-free transmission of the control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit is maximized or at least increased, and the risk of transmission interference is minimized or at least reduced.
Vorteilhafterweise werden die Steuersignale und die Bilddaten auf einem der beiden Übertragungs-Pfade, welcher insbesondere mittels einer Antennen-Steuereinheit des Fahrzeug-Antennen-Systems und/oder einer mit der Kontrolleinheit gekoppelte Gesamt-Steuereinheit ausgewählt wird, übertragen. Der andere Übertragungs-Pfad steht dann vorzugsweise für andere Aufgaben oder als Sicherheitsreserve zur Verfügung.Advantageously, the control signals and the image data are transmitted on one of the two transmission paths, which is selected in particular by an antenna control unit of the vehicle antenna system and/or an overall control unit coupled to the control unit. The other transmission path is then preferably available for other tasks or as a backup.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Steuersignale und die Bilddaten auf beiden Übertragungs-Pfaden, insbesondere parallel, übertragen, insbesondere durch vorherige Aufteilung der Steuersignale und der Bilddaten auf entsprechende Datenpakete und nachfolgende Zusammenführung der Datenpakete mittels der Antennen-Steuereinheit und/oder der Gesamt-Steuereinheit. Durch die parallele Datenübertragung zu zwei unterschiedlichen Übertragungs-Antennen ist die zugehörige Datenübertragungsrate weiter steigerbar. Die zwei Übertragungs-Pfade können einem oder auch zwei Netzbetreibern gleichzeitig zugeordnet werden, wobei das System in Summe nicht auf zwei Netzbetreiber beschränkt sein muss. Mittels der beiden Übertragungs-Pfade ist der Wechsel der Datenübertragung zu verschiedenen, zueinander benachbarten Übertragungs-Antennen in dem Sinne verbessert, dass auch während des Wechsels mit hoher Sicherheit eine stabile Datenübertragung erreicht wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn das Fahrzeug von einer sogenannten Funkzelle des Mobilfunknetztes in eine benachbarte Funkzelle bewegt wird. Dabei erfolgt insbesondere ein fließender Übergang zwischen den beiden Übertragungs-Pfaden, wobei die Datenübertragungsrate des einen Übertragungs-Pfades sinkt, und die Datenübertragungsrate des anderen Übertragungs-Pfades steigt bis die komplette Datenübertragung über diesen Übertragungs-Pfad erfolgt. Es sei aber an dieser Stelle angemerkt, dass die Datenübertragung nicht immer zur nächstgelegenen Übertragungs-Antenne erfolgen muss, sondern dass auch eine weiter entfernte Übertragungs-Antenne zur Datenübertragung genutzt werden kann.According to a further embodiment of the method, the control signals and the image data are transmitted on both transmission paths, in particular in parallel, in particular by previously dividing the control signals and the image data into corresponding data packets and subsequently merging the data packets by means of the antenna control unit and/or the overall control unit. The parallel data transmission to two different transmission antennas allows the associated data transmission rate to be further increased. The two transmission paths can be assigned to one or two network operators simultaneously, whereby the system does not have to be limited to two network operators. Using the two transmission paths, the switching of data transmission to different, adjacent transmission antennas is improved in the sense that stable data transmission is achieved with a high degree of reliability even during the switch. This is particularly important when the vehicle is moved from one so-called radio cell of the mobile network to a neighboring radio cell. In particular, a smooth transition occurs between the two transmission paths, with the data transmission rate of one transmission path decreasing and the data transmission rate of the other transmission path increasing until the entire data transmission takes place via this transmission path. It should be noted, however, that data transmission does not always have to be carried out to the nearest transmission antenna; a more distant transmission antenna can also be used for data transmission.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mit Hilfe einer der Direktional-Antennen die Umgebung des Personenkraftfahrzeugs nach Übertragungs-Antennen des Übertragungs-Antennen-Systems abgesucht, welche aktuell nicht zur Übertragung der Steuersignale und/oder der Bilddaten genutzt werden. Eine der Direktional-Antennen wird somit zum Scannen der „Nachbarschaft“ herangezogen, um bei steigender Auslastung der aktuell genutzten Übertragungs-Antenne die Datenübertragung teilweise oder ganz mit einer benachbarten Übertragungs-Antenne stattfinden zu lassen. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Sicherheit der Erreichung einer unterbrechungs- bzw. störungsfreien Übertragung der Steuersignale und Bilddaten zwischen dem Personenkraftfahrzeug und der Kontrolleinheit.According to a particularly preferred embodiment of the method, one of the directional antennas is used to scan the surroundings of the passenger vehicle for transmission antennas of the transmission antenna system that are not currently being used to transmit the control signals and/or image data. One of the directional antennas is thus used to scan the "neighborhood" in order to partially or completely interrupt data transmission as the load on the currently used transmission antenna increases. with a neighboring transmission antenna. This further increases the reliability of achieving uninterrupted and interference-free transmission of control signals and image data between the passenger vehicle and the control unit.
Es sein an dieser Stelle angemerkt, dass die oben beschriebenen Systeme und Verfahren beliebig miteinander kombinierbar sind, um ein möglichst leistungsfähiges Gesamt-System bzw. Gesamt-Verfahren zu erreichen.It should be noted at this point that the systems and methods described above can be combined with each other as desired in order to achieve the most efficient overall system or method possible.
Die jeweilige Einheit, zum Beispiel die Antennen-Steuereinheit oder die Gesamt-Steuereinheit, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor oder FPGA ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.The respective unit, for example, the antenna control unit or the overall control unit, can be implemented in hardware and/or software. In a hardware implementation, the respective unit can be embodied as a device or as part of a device, for example, as a computer, a microprocessor, or an FPGA. In a software implementation, the respective unit can be embodied as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code, or as an executable object.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Es darf hierzu zunächst auf die dem Patentanspruch 1, 6, 9, 12, 17 und 19 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden nun bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert bzw. beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Bei dem Personenkraftfahrzeug 1 handelt es sich insbesondere um ein Straßenfahrzeug. Bei dem Personenkraftfahrzeug 1 lassen sich alle Fahrzeugfunktionen über ein verbautes, sogenanntes Drive-by-Wire System DbW steuern. Die Fahrzeugfunktionen sind somit elektrisch ansteuerbar. Die Ansteuerung der Fahrzeugfunktionen erfolgt über eine zentrale Fahrzeug-Recheneinheit F und mit Hilfe von CAN-Bus-Datenverbindungen. Das Drive-by-Wire System DbW weist Servomotoren und/oder Aktuatoren auf, mit denen z.B. Brems- und Beschleunigungsimpulse, wie auch Lenkbewegungen umsetzbar sind. Die von der Kontrolleinheit 2 an das Personenkraftfahrzeug 1 mittels des Übertragungs-Antennen-Systems AUS gesendeten Steuersignale werden während des Fahrens in der Fahrzeug-Recheneinheit F in Stell-Signale für die Servomotoren und/oder Aktuatoren umgewandelt.The passenger vehicle 1 is, in particular, a road vehicle. In the passenger vehicle 1, all vehicle functions can be controlled via a built-in, so-called drive-by-wire system (DbW). The vehicle functions can thus be controlled electrically. The vehicle functions are controlled via a central vehicle processing unit (F) and with the aid of CAN bus data connections. The drive-by-wire system (DbW) has servomotors and/or actuators with which, for example, braking and acceleration impulses, as well as steering movements, can be implemented. The control signals sent from the control unit 2 to the passenger vehicle 1 via the transmission antenna system (AUS) are converted into control signals for the servomotors and/or actuators in the vehicle processing unit (F) while driving.
Die Bilddaten und Steuersignale sind zwischen dem Übertragungs-Antennen-System AUS und einem Dateninterface DE der Kontrolleinheit 2 kabelgebunden übertragbar. Diese kabelgebundene Übertragung erfolgt z.B. über eine kabelgebundene Internetverbindung GL, insbesondere über ein Glasfaserkabel, welche in
Die Bilddaten und Steuersignale können zwischen dem Übertragungs-Antennen-System AUS und dem Dateninterface DE aber auch drahtlos mittels einer Kontrolleinheit-Antenne AK der Kontrolleinheit 2 übertragen werden, wobei die Kontrolleinheit-Antenne AK und der angrenzende Doppelpfeil deswegen mit gestrichelten Linien als optional gezeigt sind. Die Kontrolleinheit-Antenne AK ist dann Teil des Dateninterfaces DE der Kontrolleinheit 2.The image data and control signals can also be transmitted wirelessly between the transmission antenna system AUS and the data interface DE using a control unit antenna AK of control unit 2. The control unit antenna AK and the adjacent double arrow are therefore shown with dashed lines as optional. The control unit antenna AK is then part of the data interface DE of control unit 2.
Das Personenkraftfahrzeug 1 weist mindestens 3 Kameras 3, vorzugsweise 3 bis 12 Kameras 3, besonders bevorzugt 4 bis 9 Kameras 3, insbesondere 5 Kameras 3, auf. Die Anzeigevorrichtung 4 weist pro Kamera 3 vorzugsweise einen Bildschirm auf. Auf einem jeden Bildschirm werden vorzugsweise nur die mittels einer der Kameras 3 ermittelten Bilddaten dargestellt. Es erfolgt somit vorzugsweise eine sogenannte 1:1 Zuordnung zwischen den Bildschirmen und den Kameras 3. Die Anzahl der Kameras 3 ist insbesondere vom Typ des Personenkraftfahrzeugs 1 anhängig. Z.B. bei einem sogenannten Truck kommen z.B. durch tote Winkel usw. eventuell mehr als die genannten 12 Kameras 3 zum Einsatz. Wichtig ist dabei, dass eine 360°-Sicht um das Personenkraftfahrzeug 1 herum erreicht wird. Sekundäre Sichten, welche von einem Fahrersitz gesehen mittels Seiten-/Rückspiegeln erreichbar sind und/oder Ansichten der toten Winkel können mittels der Anzeigevorrichtung 4 in eine X°-Primärsicht auf den vor dem Personenkraftfahrzeug 1 liegenden, zu befahrenden Weg eingebettet werden. Es kommen insbesondere Anzeigevorrichtungen 4 mit 3 oder 5 Bildschirmen zum Einsatz, wobei auch von der genannten 1:1 Zuordnung zwischen den Bildschirmen und den Kameras 3 abgewichen werden kann.The passenger vehicle 1 has at least 3 cameras 3, preferably 3 to 12 cameras 3, particularly preferably 4 to 9 cameras 3, in particular 5 cameras 3. The display device 4 preferably has a screen per camera 3. On each screen, preferably only the image data acquired by means of one of the cameras 3 is displayed. Thus, a so-called 1:1 assignment preferably takes place between the screens and the cameras 3. The number of cameras 3 depends in particular on the type of passenger vehicle 1. For example, in the case of a so-called truck, more than the aforementioned 12 cameras 3 may be used due to blind spots, etc. It is important that a 360° view around the passenger vehicle 1 is achieved. Secondary views, which are accessible from a driver's seat using side/rearview mirrors and/or views of the blind spots, can be embedded into an X° primary view of the path to be traveled in front of the passenger vehicle 1 using the display device 4. In particular, display devices 4 with 3 or 5 screens are used, although the aforementioned 1:1 assignment between the screens and the cameras 3 can also be deviated from.
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS weist eine Direktional-Antenne AF mit einstellbarer Blickrichtung auf, was in
Die Blickrichtung ist mittels mehrerer Einzelantennen der als Gruppenantenne ausgeführten Direktional-Antenne AF durch eine mittels einer Antennen-Steuereinheit 5 der Direktional-Antenne AF generierbaren Phasenverschiebung der einzelnen Einzelantennen zueinander einstellbar. Die Einzelantennen sind z.B. vertikal übereinander angeordnet und weisen selbst keine ausgeprägte Richtwirkung auf. Die Einzelantennen können auch horizontal nebeneinander, horizontal in Array-Form oder horizontal zirkular angeordnet sein. Mehrere vertikal gestackte Layer solcher Anordnungen können für eine erhöhte Richtwirkung zum Einsatz kommen. Durch die Phasenverschiebung der einzelnen Einzelantennen zueinander kann dann durch Interferenz eine Bündelung und somit die ausgeprägte Richtwirkung erreicht werden. Die Energie der elektromagnetischen Wellen wird in der gewünschten Richtung verstärkt, während die unerwünschten Richtungen durch destruktive Interferenz ausgelöscht werden. Denkbar neben dem Einsatz einer mehrere Einzelantennen aufweisenden Gruppenantenne als Direktional-Antenne AF wäre aber auch der Einsatz andersartiger Direktional-Antennen mit ausgeprägter Richtwirkung.The viewing direction can be adjusted using several individual antennas of the directional antenna AF, which is designed as an array antenna, by means of a phase shift between the individual antennas, which can be generated using an antenna control unit 5 of the directional antenna AF. The individual antennas are arranged, for example, vertically one above the other and do not themselves have a pronounced directional effect. The individual antennas can also be arranged horizontally next to one another, horizontally in an array, or horizontally in a circular pattern. Several vertically stacked layers of such arrangements can be used for increased directional effect. The phase shift of the individual antennas relative to one another can then be used to focus the beams through interference, thus achieving a pronounced directional effect. The energy of the electromagnetic waves is amplified in the desired direction, while the undesired directions are canceled out by destructive interference. In addition to using an array antenna comprising several individual antennas as a directional antenna AF, it would also be conceivable to use other types of directional antennas with a pronounced directional effect.
Die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF ist z.B. mittels der Antennen-Steuereinheit 5 in einer einzigen Ebene verschwenkbar. Dabei sind vorzugsweise alle Einzelantennen der Direktional-Antenne AF über einen separaten Phasenschieber ansteuerbar. Ein Gruppen-Phasenschieber, mittels welchem mehrere Phasenschieber gleichzeitig ansteuerbar sind, ist dabei denkbar und vorzuziehen.The viewing direction of the directional antenna AF can be pivoted in a single plane, for example, using the antenna control unit 5. Preferably, all individual antennas of the directional antenna AF can be controlled via a separate phase shifter. A group phase shifter, by means of which several phase shifters can be controlled simultaneously, is conceivable and preferable.
Denkbar ist aber auch, dass die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF mittels der Antennen-Steuereinheit 5 in zwei Ebenen verschwenkbar ist. Dann ist vorzugsweise auch einer jeden Einzelantenne ein separater Phasenschieber zur Einstellung der jeweiligen Phasenverschiebung zugeordnet. Auch hier ist ein Gruppen-Phasenschieber, mittels welchem dann mehrere Phasenschieber ansteuerbar sind, denkbar und vorzuziehen.It is also conceivable that the viewing direction of the directional antenna AF can be pivoted in two planes by means of the antenna control unit 5. Then, preferably, each individual A separate phase shifter is assigned to each antenna to adjust the respective phase shift. Here, too, a group phase shifter, which can then be used to control multiple phase shifters, is conceivable and preferable.
Die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF könnte auch mechanisch durch eine Bewegung vorzugsweise eine Rotation der Direktional-Antenne AF einstellbar sein. Weiterhin sind Kombinationen dieser mechanischen und der oben beschriebenen elektronischen Einstellung der Blickrichtung denkbar. Bei der mechanischen Variante ist die Direktional-Antenne AF z.B. drehbar mit dem Personenkraftfahrzeug 1 verbunden und mittels eines Antriebs wie eines Servomotors um ihre Drehachse rotierbar. Andere Bewegungsmechanismen für die mechanische Variante sind aber auch denkbar.The viewing direction of the directional antenna AF could also be adjusted mechanically by a movement, preferably a rotation, of the directional antenna AF. Furthermore, combinations of this mechanical and the electronic adjustment of the viewing direction described above are conceivable. In the mechanical variant, the directional antenna AF is, for example, rotatably connected to the passenger vehicle 1 and can be rotated about its axis of rotation by means of a drive such as a servo motor. Other movement mechanisms for the mechanical variant are also conceivable.
Gemäß
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS weist gemäß
Denkbar wäre auch, dass das Fahrzeug-Antennen-System AFS genau vier Direktional-Antennen AF aufweist, welche im Winkel von jeweils im Wesentlichen 90° zueinander positioniert sind. Diese Winkel bilden sich insbesondere auch in einer horizontalen Ebene aus.It would also be conceivable for the vehicle antenna system (AFS) to have exactly four directional antennas (AF), each positioned at an angle of essentially 90° to each other. These angles are particularly formed in a horizontal plane.
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS weist gemäß
Vorzugsweise umschließen alle Sektoren der zumindest drei Direktional-Antennen AF zusammen das Fahrzeug-Antennen-System AFS im Azimutbereich. Somit wird eine Abdeckung der Umgebung des Fahrzeug-Antennen-Systems AFS von 360° im Azimutbereich erreicht.Preferably, all sectors of the at least three directional antennas AF together enclose the vehicle antenna system AFS in the azimuth range. This achieves 360° coverage of the area surrounding the vehicle antenna system AFS in the azimuth range.
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS weist gemäß
Mittels des Übertragungs-Antennen-Systems AUS ist ein Mobilfunk-Kommunikationssystem 5G, insbesondere nach dem 4G oder 5G-Standard, ausbildbar. Die Übertragungspfade sind somit insbesondere mittels des Mobilfunknetzes ausbildbar. Der 5G-Standard wird bevorzugt genutzt, um eine Datenübertragung in Echtzeit sicherzustellen. Für die Direktional-Antennen AF werden dann entsprechend passende Technologien ausgewählt.Using the AUS transmission antenna system, a 5G mobile communications system, particularly according to the 4G or 5G standard, can be implemented. The transmission paths can thus be implemented, particularly via the mobile network. The 5G standard is preferred to ensure real-time data transmission. Suitable technologies are then selected for the directional antennas (AF).
Mittels des Übertragungs-Antennen-Systems AUS ist auch ein Satelliten-Kommunikationssystem S ausbildbar. Insbesondere ist dann zumindest eine Übertragungs-Antenne AU als Satellit 6 ausgebildet oder mit einem Satelliten 6 verbunden. Die Übertragungspfade sind dann insbesondere mittels des Satelliten-Kommunikationssystems ausbildbar. Für die Direktional-Antennen AF werden dann auch entsprechend passende Technologien ausgewählt. Insbesondere kommt dann auch ein als Satelliten-Modem ausgeführtes Modem in Kombination mit der Direktional-Antennen AF zur Kommunikation mit dem Satelliten 6 zum Einsatz. Eine Blickrichtung einer Direktional-Antenne AF für die Satelliten-Kommunikation ist insbesondere wesentlich stärker nach oben geneigt als die Blickrichtung einer Direktional-Antennen AF für die Mobilfunk-Kommunikation. Denkbar ist auch parallel d.h. zeitgleich einen der Übertragungspfade mit dem Mobilfunk-Kommunikationssystem 5G und einen der Übertragungspfade mit dem Satelliten-Kommunikationssystem S auszubilden. Üblicherweise wird das Mobilfunk-Kommunikationssystem 5G bevorzugt genutzt, wobei das Satelliten-Kommunikationssystem S genutzt wird, falls es Probleme seitens des Mobilfunk-Kommunikationssystems 5G gibt.A satellite communication system S can also be formed using the transmission antenna system AUS. In particular, at least one transmission antenna AU is then designed as a satellite 6 or connected to a satellite 6. The transmission paths can then be formed, in particular, using the satellite communication system. Suitable technologies are then also selected for the directional antennas AF. In particular, a modem designed as a satellite modem is then used in combination with the directional antenna AF for communication with the satellite 6. The viewing direction of a directional antenna AF for satellite communication is, in particular, inclined significantly more upwards than the viewing direction of a directional antenna AF for mobile communication. It is also conceivable to form one of the transmission paths with the 5G mobile communication system and one of the transmission paths with the satellite communication system S in parallel, i.e., simultaneously. Typically, the 5G mobile communications system is used preferentially, with the S satellite communications system being used if there are problems with the 5G mobile communications system.
In dem Verfahren zum teleoperierten Steuern des bodengebundenen Personenkraftfahrzeugs 1, wird das Personenkraftfahrzeug 1 durch den Bediener mittels von dem Bediener generierten und von einer räumlich vom Personenkraftfahrzeug 1 getrennt angeordneten Kontrolleinheit 2 an das Personenkraftfahrzeug 1 übermittelten Steuersignalen gesteuert. Mittels zumindest einer Kamera 3 des Personenkraftfahrzeugs 1 werden Bilddaten ermittelt, an die Kontrolleinheit 2 übertragen und mittels einer Anzeigevorrichtung 4 der Kontrolleinheit 2 für den Bediener zur Steuerung des Personenkraftfahrzeugs 1 dargestellt. Die Steuersignale und die Bilddaten werden zwischen einem Fahrzeug-Antennen-System AFS des Personenkraftfahrzeugs 1 und einem Übertragungs-Antennen-System AUS drahtlos übertragen. Die Steuersignale und die Bilddaten werden zwischen dem Übertragungs-Antennen-System AUS und der Kontrolleinheit 2 drahtlos und/oder drahtgebunden übertragen. Die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF des Fahrzeug-Antennen-Systems AFS wird eingestellt.In the method for teleoperated control of the ground-based passenger vehicle 1, The passenger vehicle 1 is controlled by the operator using control signals generated by the operator and transmitted to the passenger vehicle 1 by a control unit 2 arranged spatially separate from the passenger vehicle 1. Image data is acquired by at least one camera 3 of the passenger vehicle 1, transmitted to the control unit 2, and displayed to the operator for controlling the passenger vehicle 1 by means of a display device 4 of the control unit 2. The control signals and the image data are transmitted wirelessly between a vehicle antenna system AFS of the passenger vehicle 1 and a transmission antenna system AUS. The control signals and the image data are transmitted wirelessly and/or via wire between the transmission antenna system AUS and the control unit 2. The viewing direction of the directional antenna AF of the vehicle antenna system AFS is set.
Eine bestimmte Übertragungs-Antenne AU des Übertragungs-Antennen-Systems AUS wird durch die Einstellung der Blickrichtung der Direktional-Antenne AF mittels der Antennen-Steuereinheit 5 und/oder mit einer mit der Kontrolleinheit 2 gekoppelten Gesamt-Steuereinheit 7 derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche, zumindest aber eine ausreichend hohe Übertragungsbandbreite zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne AU und der Direktional-Antenne AF erreicht wird. Anstelle der Übertragungsbandbreite wird auch von einem Datendurchsatz oder einer Datenübertragungsrate gesprochen. Weiterhin wird die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF genau zu der bestimmten Übertragungs-Antenne AU hin ausgerichtet, um die mögliche Datenübertragungsrate zu maximieren. Insbesondere wird die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF entsprechend der Bewegung des Personenkraftfahrzeugs 1 nachgeführt.A specific transmission antenna AU of the transmission antenna system AUS is selected by adjusting the viewing direction of the directional antenna AF by means of the antenna control unit 5 and/or with an overall control unit 7 coupled to the control unit 2 such that a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth is achieved between the specific transmission antenna AU and the directional antenna AF. Instead of the transmission bandwidth, reference is also made to a data throughput or a data transmission rate. Furthermore, the viewing direction of the directional antenna AF is precisely aligned with the specific transmission antenna AU in order to maximize the possible data transmission rate. In particular, the viewing direction of the directional antenna AF is tracked according to the movement of the passenger vehicle 1.
Das Personenkraftfahrzeug 1 weist einen Positionsbestimmungs-Sensor 8, insbesondere einen GPS-Sensor auf. Anhand der mittels des Positionsbestimmungs-Sensors 8 bestimmten Position des Personenkraftfahrzeugs 1 wird eine bestimmte Übertragungs-Antenne AU des Übertragungs-Antennen-Systems AFS zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten an diese Übertragungs-Antenne AU mittels der Antennen-Steuereinheit 5 und/oder mit der Gesamt-Steuereinheit 7 ausgewählt. Wenn durch den Positionsbestimmungs-Sensor 8 bekannt ist, wo sich das Personenkraftfahrzeug 1 befindet und wenn weiterhin bekannt ist, z.B. durch entsprechendes Kartenmaterial, wo sich die Übertragungs-Antennen AU befinden, dann kann anhand dieser Informationen z.B. die nächstgelegene Übertragungs-Antenne AU ausgewählt werden. Es kann aber auch eine weiter entfernte Übertragungs-Antenne AU ausgewählt werden, wenn z.B. aus Informationen aus der Vergangenheit bekannt ist, dass mit dieser Übertragungs-Antenne AU eine bessere Übertragungsrate erreichbar ist.The passenger vehicle 1 has a positioning sensor 8, in particular a GPS sensor. Based on the position of the passenger vehicle 1 determined by the positioning sensor 8, a specific transmission antenna AU of the transmission antenna system AFS is selected for transmitting the control signals and image data to this transmission antenna AU by means of the antenna control unit 5 and/or the overall control unit 7. If the location of the passenger vehicle 1 is known via the positioning sensor 8 and if the location of the transmission antennas AU is also known, e.g., from appropriate map material, then the nearest transmission antenna AU can be selected based on this information. However, a more distant transmission antenna AU can also be selected if, for example, it is known from past information that a better transmission rate can be achieved with this transmission antenna AU.
Für die Auswahl der Übertragungs-Antenne AU anhand von Informationen aus der Vergangenheit spielt insbesondere auch die Zeit eine Rolle. Mittels der Gesamt-Steuereinheit 7 wird anhand einer bestimmten Zeit eine bestimmte Übertragungs-Antenne AU des Übertragungs-Antennen-Systems AUS zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten mittels der Antennen-Steuereinheit 5 und/oder der Gesamt-Steuereinheit 7 hinsichtlich des Erreichens einer maximal möglichen, zumindest aber einer ausreichend hohen Übertragungsbandbreite ausgewählt. Insbesondere erfolgt die Auswahl der bestimmte Übertragungs-Antenne AU sowohl anhand der bestimmten Zeit wie auch der bestimmten Position des Personenkraftfahrzeugs 1.Time also plays a particularly important role in selecting the transmission antenna AU based on past information. Using the overall control unit 7, a specific transmission antenna AU of the transmission antenna system AU is selected based on a specific time for transmitting the control signals and image data by means of the antenna control unit 5 and/or the overall control unit 7 with a view to achieving a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth. In particular, the specific transmission antenna AU is selected based on both the specific time and the specific position of the passenger vehicle 1.
Anhand von mit Hilfe von Positionsbestimmungs-Sensoren 8 bestimmten Positionen mehrerer Personenkraftfahrzeuge 1 wird jeweils eine bestimmte Übertragungs-Antenne AU des Übertragungs-Antennen-Systems AUS zur Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten mittels der jeweiligen Antennen-Steuereinheit 5 und/oder der Gesamt-Steuereinheit 7 hinsichtlich des Erreichens einer jeweils maximal möglichen, zumindest aber einer jeweils ausreichend hohen Übertragungsbandbreite für ein jedes Personenkraftfahrzeug 1 ausgewählt. Insbesondere ist die Gesamt-Steuereinheit 7 mit mehreren Kontrolleinheiten 2 mehrerer Personenkraftfahrzeuge 1 datentechnisch verbunden. Denkbar wäre auch, dass die Antennen-Steuereinheiten 5 mehrerer Personenkraftfahrzeuge 1 untereinander datentechnisch verbunden sind. In beiden Fällen ist so eine Abstimmung der Übertragungsbandbreiten mehrerer Personenkraftfahrzeuge 1 zueinander ermöglicht. Durch die Abstimmung der Übertragungsbandbreiten wird eine Überlastung einzelner Übertragungs-Antennen AU vermieden. Ohne diese Abstimmung könnte es zu einer zumindest kurzfristigen Überlastung einer Übertragungs-Antenne AU kommen, wenn eine Datenübertragung einer Vielzahl von Direktional-Antennen AF mit dieser Übertragungs-Antenne AU gleichzeitig durchgeführt, insbesondere gleichzeitig begonnen wird. Denkbar ist auch, dass eine Routenoptimierung mehrerer Personenkraftfahrzeuge 1 durch die Gesamte-Steuereinheit 7 erfolgt, um die Überlastung der Übertragungs-Antennen AU zu vermeiden. Die Gesamt-Steuereinheit 7 kann an das Internet angebunden sein, so dass z.B. solche Aufgaben leichter durchführbar sind.Based on the positions of several passenger vehicles 1 determined with the aid of position determination sensors 8, a specific transmission antenna AU of the transmission antenna system AUS is selected for transmitting the control signals and the image data by means of the respective antenna control unit 5 and/or the overall control unit 7 with a view to achieving the maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth for each passenger vehicle 1. In particular, the overall control unit 7 is connected to several control units 2 of several passenger vehicles 1 for data purposes. It would also be conceivable for the antenna control units 5 of several passenger vehicles 1 to be connected to one another for data purposes. In both cases, this enables the transmission bandwidths of several passenger vehicles 1 to be coordinated with one another. By coordinating the transmission bandwidths, overloading of individual transmission antennas AU is avoided. Without this coordination, a transmission antenna AU could be overloaded, at least temporarily, if data transmission from a plurality of directional antennas AF is carried out simultaneously with this transmission antenna AU, in particular if it is started simultaneously. It is also conceivable that route optimization for several passenger vehicles 1 is performed by the overall control unit 7 in order to avoid overloading the transmission antennas AU. The overall control unit 7 can be connected to the Internet, making such tasks easier to perform.
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS gemäß
Eine bestimmte Übertragungs-Antenne AU des Übertragungs-Antennen-Systems AUS wird mittels der Antennen-Steuereinheit 5 und/oder mit einer mit der Kontrolleinheit 2 gekoppelten Gesamt-Steuereinheit 7 durch die Auswahl einer der Direktional-Antennen AF derart ausgewählt, dass eine maximal mögliche, zumindest aber eine ausreichend hohe Übertragungsbandbreite zwischen der bestimmten Übertragungs-Antenne AU und der ausgewählten Direktional-Antenne AF erreicht wird. Eine Einstellung der Blickrichtung der einzelnen Direktional-Antennen AF ist dann nicht unbedingt notwendig, kann aber bezüglich des Erreichens der maximal möglichen Datenübertragungsrate von Vorteil sein. Es wird eben insbesondere diejenige der Direktional-Antennen AF ausgewählt, deren Blickrichtung die geringste Abweichung zu der bestimmten Übertragungs-Antenne AU aufweist.A specific transmission antenna AU of the transmission antenna system AUS is selected by means of the antenna control unit 5 and/or with an overall control unit 7 coupled to the control unit 2 by selecting one of the directional antennas AF in such a way that a maximum possible, or at least a sufficiently high, transmission bandwidth is achieved between the specific transmission antenna AU and the selected directional antenna AF. Adjusting the viewing direction of the individual directional antennas AF is then not absolutely necessary, but can be advantageous with regard to achieving the maximum possible data transmission rate. In particular, the directional antenna AF whose viewing direction exhibits the smallest deviation from the specific transmission antenna AU is selected.
Das Fahrzeug-Antennen-System AFS gemäß
Die Steuersignale und die Bilddaten werden auf einem der beiden Übertragungs-Pfade, welcher insbesondere mittels einer Antennen-Steuereinheit 5 des Fahrzeug-Antennen-Systems AFS und/oder einer mit der Kontrolleinheit 2 gekoppelten Gesamt-Steuereinheit 7 ausgewählt wird, übertragen. Die Datenübertragung erfolgt dann über diesen einen Übertragungs-Pfad insbesondere bidirektional, da die Richtungen der Übertragung der Steuersignale und der Bilddaten einander entgegengesetzt sind.The control signals and the image data are transmitted on one of the two transmission paths, which is selected in particular by an antenna control unit 5 of the vehicle antenna system AFS and/or an overall control unit 7 coupled to the control unit 2. Data transmission then occurs via this one transmission path, particularly bidirectionally, since the directions of transmission of the control signals and the image data are opposite to each other.
Die Steuersignale und die Bilddaten werden alternativ auf beiden Übertragungs-Pfaden, insbesondere parallel, übertragen, insbesondere durch vorherige Aufteilung der Steuersignale und der Bilddaten auf entsprechende Datenpakete und nachfolgende Zusammenführung der Datenpakete mittels der Antennen-Steuereinheit 5 und/oder der Gesamt-Steuereinheit 7. Mit parallel ist hier zeitgleich gemeint. Z.B. wird ein Teil der Bilddaten dabei auf einem der Übertragungs-Pfade übertragen und der andere Teil der Bilddaten zeitgleich auf dem anderen der Übertragungs-Pfade, wobei die Bilddaten in ihrer Gesamtheit in Echtzeit auf der Anzeigevorrichtung 4 angezeigt werden. Die Antennen-Steuereinheit 5 weist insbesondere einen Router und/oder ein Modem auf. Auch die Kontrolleinheit 2 weist insbesondere einen Router und/oder ein Modem auf. Die Zusammenführung der Datenpakete erfolgt vorzugsweise mittels eines solchen jeweiligen Routers der Antennen-Steuereinheit 5 bzw. der Kontrolleinheit 2.The control signals and the image data are transmitted alternatively on both transmission paths, in particular in parallel, in particular by previously dividing the control signals and the image data into corresponding data packets and subsequently merging the data packets by means of the antenna control unit 5 and/or the overall control unit 7. Parallel here means simultaneously. For example, part of the image data is transmitted on one of the transmission paths and the other part of the image data is transmitted simultaneously on the other of the transmission paths, with the image data being displayed in its entirety in real time on the display device 4. The antenna control unit 5 has, in particular, a router and/or a modem. The control unit 2 also has, in particular, a router and/or a modem. The merging of the data packets preferably takes place by means of such a respective router of the antenna control unit 5 or the control unit 2.
Mit Hilfe einer der Direktional-Antennen AF wird die Umgebung des Personenkraftfahrzeugs 1 nach Übertragungs-Antennen AU des Übertragungs-Antennen-Systems AUS abgesucht, welche aktuell nicht zur Übertragung der Steuersignale und/oder der Bilddaten genutzt werden. Dabei werden z.B. die von dieser Direktional-Antenne AF empfangenen elektromagnetischen Wellen ausgewertet. Dabei werden die von den Übertragungs-Antennen AU ausgesendeten elektromagnetischen Wellen erkannt. Bei entsprechend guter, möglicher Datenübertragungsrate kann dann ein Wechsel der Übertragungs-Antenne AU für die Übertragung der Steuersignale und/oder der Bilddaten erfolgen. Die Blickrichtung der Direktional-Antenne AF wird während des Absuchens vorzugsweise verändert.Using one of the directional antennas AF, the surroundings of passenger vehicle 1 are scanned for transmission antennas AU of the transmission antenna system AUS that are not currently being used to transmit control signals and/or image data. For example, the electromagnetic waves received by this directional antenna AF are evaluated. The electromagnetic waves emitted by the transmission antennas AU are detected. If the possible data transmission rate is sufficiently good, the transmission antenna AU can then be changed for transmitting the control signals and/or image data. The viewing direction of the directional antenna AF is preferably changed during the scan.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
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