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DE102020119121A1 - System for transmitting information, vehicle and procedure - Google Patents

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Publication number
DE102020119121A1
DE102020119121A1 DE102020119121.9A DE102020119121A DE102020119121A1 DE 102020119121 A1 DE102020119121 A1 DE 102020119121A1 DE 102020119121 A DE102020119121 A DE 102020119121A DE 102020119121 A1 DE102020119121 A1 DE 102020119121A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
signal
optical
receiver
optical transmitter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102020119121.9A
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German (de)
Inventor
Peter Trippler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall MAN Military Vehicles Oesterreich GmbH
Original Assignee
Rheinmetall MAN Military Vehicles Oesterreich GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall MAN Military Vehicles Oesterreich GmbH filed Critical Rheinmetall MAN Military Vehicles Oesterreich GmbH
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    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/04Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems using light waves, e.g. infrared
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
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    • G08G1/22Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
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    • H04B10/1141One-way transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

Es wird System (1) zum Übertragen von Informationen (D) zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi (K) fahrenden Fahrzeugen (10, 20, 20a) umfassend ein erstes Fahrzeug (10) und ein dem ersten Fahrzeug (10) folgenden zweites Fahrzeug (20, 20a) mittels einer optischen Übertragungsstrecke (30, 30a) vorgeschlagen, wobei das erste Fahrzeug (10) umfasst:eine Modulationseinheit (12) zum Erzeugen eines eine zu übertragende Information (D) tragenden Modulationssignals (32), undeinen optischen Sender (14) zum Abstrahlen eines optischen Signals (34) in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug (10) rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals (32),und wobei das zweite Fahrzeug (20, 20a) umfasst:einen Empfänger (22) zum Empfangen des optischen Signals (34) und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals (36) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals (34), undeine Demodulationseinheit (24) zum Demodulieren des Empfangssignals (36) zum Extrahieren der übertragenen Information (D).A system (1) for transmitting information (D) between two vehicles (10, 20, 20a) driving one behind the other in a convoy (K) comprising a first vehicle (10) and a second vehicle (10) following the first vehicle (10). 20, 20a) by means of an optical transmission path (30, 30a), the first vehicle (10) comprising: a modulation unit (12) for generating a modulation signal (32) carrying information (D) to be transmitted, and an optical transmitter (14 ) for radiating an optical signal (34) in a rear hemisphere relative to the first vehicle (10) in response to the modulation signal (32), and wherein the second vehicle (20, 20a) comprises: a receiver (22) for receiving the optical signal (34) and for outputting a modulated received signal (36) depending on the received optical signal (34), and a demodulation unit (24) for demodulating the received signal (36) to extract the transmitted information n (D).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen, ein entsprechendes Fahrzeug sowie ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a system for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy, a corresponding vehicle and a corresponding method.

Bei in einem Konvoi hintereinander fahrenden Fahrzeugen, insbesondere Einsatzfahrzeugen des Militärs und/oder Sicherheitskräften wie Polizei oder Feuerwehr, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den in dem Konvoi fahrenden Fahrzeugen Informationen ausgetauscht werden können, beispielsweise Informationen bezüglich einer Beschaffenheit der Umgebung, erkannter Gefährdungen, geplanter Fahrmanöver und/oder Steuerbefehle. Dies gilt besonders für automatisierte Konvois mit autonom fahrenden Fahrzeugen, da hier eine Überwachung oder Kontrolle des autonomen Fahrzeugs durch einen menschlichen Fahrzeugführer oder dergleichen entfällt.In the case of vehicles driving one behind the other in a convoy, in particular emergency vehicles of the military and/or security forces such as the police or fire brigade, it is advantageous if information can be exchanged between the vehicles driving in the convoy, for example information regarding the nature of the environment, identified hazards, planned Driving maneuvers and/or control commands. This applies in particular to automated convoys with autonomously driving vehicles, since here there is no monitoring or control of the autonomous vehicle by a human vehicle driver or the like.

Bei militärischen Konvois ist zudem häufig eine Tarnung erwünscht, so dass der Konvoi sich unerkannt durch feindliches Gebiet bewegen kann. Für eine gute Tarnung ist es vorteilhaft, die Abstrahlung jeglicher Signale auf ein Minimum zu reduzieren.In military convoys, camouflage is often desirable so that the convoy can move through enemy territory undetected. For good camouflage it is advantageous to reduce the radiation of any signals to a minimum.

Eine Informationsübertragung zwischen den Fahrzeugen in einem Konvoi kann beispielsweise drahtgebunden oder auch drahtlos erfolgen. Drahtgebundene Systeme sind unpraktisch, da diese einerseits aufwendig einzurichten sind und andererseits die Flexibilität der Fahrzeuge einschränken. Zudem kann ein Kabel leicht beschädigt oder zerstört werden, insbesondere in grobem Gelände. Drahtlose Systeme können akustisch ausgebildet sein oder mittels elektromagnetischer Strahlung realisiert werden. Bei akustischen Systemen, beispielsweise mittels Ultraschall oder auch Infraschall, besteht das Problem, dass sich Schallwellen isotrop, in alle Raumrichtungen gleichmäßig ausbreiten und daher auffällig und leicht abhörbar sind. Zudem ist ein Übersprechen zwischen mehreren Fahrzeugen möglich. Funksysteme arbeiten mit elektromagnetischer Strahlung, die sich bei Richtfunksystemen auch räumlich selektiv abstrahlen lässt, was aber einen komplexen und wenig robusten Aufbau benötigt. Zudem können solcherlei Funksysteme auch gezielt gestört werden. Optische Übertragungssysteme sind ebenfalls bekannt, beispielsweise Infrarot-Kommunikationssysteme, die häufig bei Fernbedienungen Anwendung finden.Information can be transmitted between the vehicles in a convoy, for example, by wire or wirelessly. Wired systems are impractical because, on the one hand, they are expensive to set up and, on the other hand, they limit the flexibility of the vehicles. In addition, a cable can easily be damaged or destroyed, especially in rough terrain. Wireless systems can be acoustically embodied or implemented by means of electromagnetic radiation. In the case of acoustic systems, for example using ultrasound or also infrasound, there is the problem that sound waves propagate isotropically, evenly in all spatial directions and are therefore conspicuous and easily eavesdropped. Crosstalk between several vehicles is also possible. Radio systems work with electromagnetic radiation, which can also be radiated spatially selectively in directional radio systems, but this requires a complex and less robust structure. In addition, such radio systems can also be specifically disrupted. Optical transmission systems are also known, for example infrared communication systems, which are often used in remote controls.

DE 10 2006 019 495 A1 offenbart eine Einrichtung zum Aussenden eines Warnsignals in Abhängigkeit von einem auf ein Fremdfahrzeug bezogenes Zustandssignal. Die Einrichtung weist einen Signalempfänger zum Empfangen des Zustandssignals und zum Bereitstellen eines, dem Zustandssignal entsprechenden Ausgangssignals auf. Weiterhin weist die Einrichtung eine Verarbeitungseinrichtung für das Verarbeiten des vom Signalempfänger bereitgestellten Ausgangssignals auf, und einen Signalgeber zum Aussenden eines Warnsignals auf der Grundlage des von der Verarbeitungseinrichtung verarbeiteten Ausgangssignals. DE 10 2006 019 495 A1 discloses a device for emitting a warning signal in dependence on a condition signal relating to another vehicle. The device has a signal receiver for receiving the status signal and for providing an output signal corresponding to the status signal. Furthermore, the device has a processing device for processing the output signal provided by the signal receiver, and a signal transmitter for sending out a warning signal on the basis of the output signal processed by the processing device.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes System zum Übertragen von Informationen zwischen zwei in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved system for transmitting information between two vehicles traveling in a convoy.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein System zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen umfassend ein erstes Fahrzeug und ein dem ersten Fahrzeug folgenden zweiten Fahrzeug mittels einer optischen Übertragungsstrecke vorgeschlagen. Das erste Fahrzeug umfasst eine Modulationseinheit zum Erzeugen eines eine zu übertragende Information tragenden Modulationssignals und einen optischen Sender zum Abstrahlen eines optischen Signals in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals. Das zweite Fahrzeug umfasst einen Empfänger zum Empfangen des optischen Signals und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals und eine Demodulationseinheit zum Demodulieren des Empfangssignals zum Extrahieren der übertragenen Information.According to a first aspect, a system for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy is proposed, comprising a first vehicle and a second vehicle following the first vehicle by means of an optical transmission link. The first vehicle comprises a modulation unit for generating a modulation signal carrying information to be transmitted and an optical transmitter for emitting an optical signal into a hemisphere at the rear with respect to the first vehicle as a function of the modulation signal. The second vehicle includes a receiver for receiving the optical signal and for outputting a modulated received signal depending on the received optical signal and a demodulation unit for demodulating the received signal to extract the transmitted information.

Dieses System weist den Vorteil auf, dass durch das Übertragen der Informationen kein Signal erzeugt wird, das den Konvoi enttarnen könnte. Zudem können die übertragenen Informationen nicht abgehört werden. Dies ist möglich, da das optische Signal zielgerichtet abgestrahlt werden kann, ohne dass eine ungerichtete Abstrahlung oder Streustrahlung auftritt. Damit ist sichergestellt, dass das optische Signal ausschließlich von dem Empfänger des zweiten Fahrzeugs empfangen wird.This system has the advantage that the transmission of information does not generate a signal that could unmask the convoy. In addition, the transmitted information cannot be intercepted. This is possible because the optical signal can be radiated in a targeted manner without undirected radiation or scattered radiation occurring. This ensures that the optical signal is only received by the receiver of the second vehicle.

Es handelt sich bei den Fahrzeugen insbesondere um militärische Fahrzeuge, wie Transportfahrzeuge oder Kampffahrzeuge. In bevorzugten Ausführungsformen ist wenigstens eines der beiden Fahrzeuge als ein ferngesteuertes und/oder autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet. Hierunter wird beispielsweise verstanden, dass das Fahrzeug eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die zum Betätigen einer Lenkvorrichtung, einer Fahrstufenautomatik, einer Antriebseinrichtung und/oder einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs eingerichtet ist. Die Steuerungsvorrichtung kann vorzugsweise mittels eines Steuersignals kontrolliert und/oder ferngesteuert werden. Die Steuerungsvorrichtung kann aber auch dazu eingerichtet sein, das Fahrzeug in Abhängigkeit von Umgebungssensorsignalen zu steuern.The vehicles are in particular military vehicles, such as transport vehicles or combat vehicles. In preferred embodiments, at least one of the two vehicles is designed as a remote-controlled and/or autonomous vehicle. This is understood to mean, for example, that the vehicle has a control device which is set up to actuate a steering device, an automatic gear mechanism, a drive device and/or a braking device of the vehicle. The control device can preferably be controlled by means of a control signal and/or remotely be controlled. However, the control device can also be set up to control the vehicle as a function of environmental sensor signals.

Der Konvoi umfasst wenigstens zwei Fahrzeuge, die hintereinander fahren. Das erste Fahrzeug ist das Führungsfahrzeug, das die Route und die Geschwindigkeit vorgibt. Das zweite Fahrzeug folgt dem ersten Fahrzeug. Vorzugsweise fährt das das zweite Fahrzeug hierbei genau in der Spur des ersten Fahrzeugs. Abweichungen von einigen Metern, beispielsweise bis zu 10 Meter, von der Spur des ersten Fahrzeugs sind möglich. Kleinere Abweichungen können insbesondere dann auftreten, wenn die Fahrzeuge unterschiedliche Fahrzeugtypen sind und/oder Unterschiede in der Konstruktion, wie einer Spur oder einem Radstand, vorliegen.The convoy includes at least two vehicles driving one behind the other. The first vehicle is the lead vehicle, which sets the route and speed. The second vehicle follows the first vehicle. The second vehicle preferably drives exactly in the lane of the first vehicle. Deviations of a few meters, for example up to 10 meters, from the lane of the first vehicle are possible. Smaller deviations can occur in particular when the vehicles are different vehicle types and/or there are differences in construction, such as a track or a wheelbase.

Der Konvoi kann mehr als zwei Fahrzeuge umfassen, wobei beispielsweise dem zweiten Fahrzeug ein weiteres Fahrzeug folgt und so weiter. Für das weitere Fahrzeug bildet dann beispielsweise das zweite Fahrzeug das Führungsfahrzeug aus, dem es entsprechend folgt. Ein Konvoi kann vollständig aus autonom fahrenden Fahrzeugen bestehen. Hierbei kann jedes der Fahrzeuge eine eigene Steuervorrichtung und entsprechende Sensorik zum autonomen Fahren aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass einzelne Fahrzeuge durch Steuerbefehle eines anderen Fahrzeugs des Konvois gesteuert werden, wobei diese Fahrzeuge dann einen vereinfachten Aufbau aufweisen können. Beispielsweise ist nur das erste Fahrzeug des Konvois zum vollautonomen Fahren ausgebildet, wobei das zweite und gegebenenfalls weitere folgende Fahrzeuge durch das erste Fahrzeug gesteuert werden. Ein Konvoi kann auch ein von einem menschlichen Operator gesteuertes Fahrzeug umfassen, wobei dieser das Fahrzeug beispielsweise direkt steuert oder auch fernsteuert. Die weiteren Fahrzeuge das Konvois können dann beispielsweise durch Steuerbefehle, die von dem durch den menschlichen Operator gesteuerten Fahrzeug übertragen werden, gesteuert werden.The convoy can include more than two vehicles, for example, the second vehicle being followed by another vehicle, and so on. For example, the second vehicle then forms the lead vehicle for the other vehicle, which it follows accordingly. A convoy can consist entirely of autonomous vehicles. Each of the vehicles can have its own control device and corresponding sensors for autonomous driving. Alternatively, provision can be made for individual vehicles to be controlled by control commands from another vehicle in the convoy, in which case these vehicles can then have a simplified structure. For example, only the first vehicle in the convoy is designed for fully autonomous driving, with the second and possibly other following vehicles being controlled by the first vehicle. A convoy can also include a vehicle controlled by a human operator, who controls the vehicle directly or remotely, for example. The other vehicles in the convoy can then be controlled, for example, by control commands that are transmitted from the vehicle controlled by the human operator.

Die Modulationseinheit kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Modulationseinheit zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Modulationseinheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Die Modulationseinheit ist beispielsweise als ein Modem ausgebildet.The modulation unit can be implemented in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware implementation, the modulation unit can be embodied, for example, as a computer or as a microprocessor. In the case of a software implementation, the modulation 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. The modulation unit is designed as a modem, for example.

Das Modulationssignal ist insbesondere aus einem Trägersignal und einem Nutzsignal gebildet, welches das Trägersignal moduliert. Das Nutzsignal enthält die zu übertragende Information. Das Nutzsignal kann beispielsweise ein Sprachsignal oder ein digitales Datensignal umfassen. Ein digitales Datensignal kann insbesondere ein Steuersignal umfassen.The modulation signal is formed in particular from a carrier signal and a useful signal which modulates the carrier signal. The useful signal contains the information to be transmitted. The useful signal can include a voice signal or a digital data signal, for example. A digital data signal can in particular include a control signal.

Der optische Sender ist zum Abstrahlen des optischen Signals in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug rückseitige Hemisphäre eingerichtet. Die rückseitige Hemisphäre umfasst vorzugsweise mindestens einen Raumwinkel von 2π, das heißt dass ein vertikaler Winkelbereich von 180° und ein horizontaler Winkelbereich von 180° bezüglich eines von einer Rückseite des Fahrzeugs horizontal nach hinten weisenden Vektors umfasst sind. Die rückseitige Hemisphäre kann aber auch einen noch größeren Raumwinkel umfassen, so dass das optische Signal auch in eine Richtung abgestrahlt werden kann, die einen Richtungsanteil umfasst, der in Bezug zu dem Fahrzeug nach vorne weist.The optical transmitter is set up to emit the optical signal into a rear hemisphere with respect to the first vehicle. The rear hemisphere preferably includes at least a solid angle of 2π, that is, including a vertical angular range of 180° and a horizontal angular range of 180° with respect to a vector pointing horizontally rearward from a rear of the vehicle. However, the rear hemisphere can also cover an even larger solid angle, so that the optical signal can also be emitted in a direction that includes a directional component that points forward in relation to the vehicle.

Das optische Signal wird in Abhängigkeit des Modulationssignals erzeugt, das heißt, dass das optische Signal das Modulationssignal umfasst.The optical signal is generated as a function of the modulation signal, which means that the optical signal includes the modulation signal.

Der optische Sender und die Modulationseinheit sind vorzugsweise in integrierter Bauweise, insbesondere vollintegriert, hergestellt. Bevorzugt weisen der optische Sender und die Modulationseinheit keine beweglichen Elemente auf, da dies die Robustheit erhöht.The optical transmitter and the modulation unit are preferably manufactured in an integrated design, in particular fully integrated. The optical transmitter and the modulation unit preferably have no moving elements, since this increases the robustness.

Der Empfänger ist zum Empfangen des optischen Signals und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals eingerichtet. Das modulierte Empfangssignal kann, muss aber nicht dem Modulationssignal entsprechen.The receiver is set up to receive the optical signal and to output a modulated received signal as a function of the received optical signal. The modulated received signal can, but does not have to, correspond to the modulation signal.

Die Demodulationseinheit ist zum Demodulieren des Empfangssignals eingerichtet, wodurch die übertragene Information extrahiert wird und damit von dem ersten Fahrzeug an das zweite Fahrzeug übertragen wurde. Die Demodulationseinheit kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Demodulationseinheit zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Demodulationseinheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Die Demodulationseinheit ist beispielsweise als ein Modem ausgebildet.The demodulation unit is set up to demodulate the received signal, as a result of which the transmitted information is extracted and was thus transmitted from the first vehicle to the second vehicle. The demodulation unit can be implemented in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware implementation, the demodulation unit can be embodied, for example, as a computer or as a microprocessor. In the case of a software implementation, the demodulation 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. The demodulation unit is designed as a modem, for example.

Der Empfänger und die Demodulationseinheit sind vorzugsweise in integrierter Bauweise, insbesondere vollintegriert, hergestellt. Bevorzugt weisen der Empfänger und die Demodulationseinheit keine beweglichen Elemente auf, da dies die Robustheit erhöht.The receiver and the demodulation unit are preferably manufactured in an integrated design, in particular fully integrated. preferably white The receiver and the demodulation unit do not have any moving elements, as this increases robustness.

Um das optische Signal zu übertragen, ist vorzugsweise eine direkte Sichtverbindung zwischen dem optischen Sender und dem Empfänger vorhanden.In order to transmit the optical signal, there is preferably a direct line of sight between the optical transmitter and the receiver.

In bevorzugten Ausführungsformen werden die Informationen kryptographisch geschützt übertragen. Hierzu umfassen die Fahrzeuge beispielsweise jeweils eine Verschlüsselungs-Einheit, die zum Verschlüsseln der zu übertragenden Information und/oder zum Entschlüsseln einer übertragenen verschlüsselten Information eingerichtet ist.In preferred embodiments, the information is transmitted in a cryptographically protected manner. For this purpose, the vehicles each include, for example, an encryption unit that is set up to encrypt the information to be transmitted and/or to decrypt transmitted encrypted information.

Gemäß einer Ausführungsform des Systems ist der optische Sender an einer Rückseite des ersten Fahrzeugs und der Empfänger an einer Vorderseite des zweiten Fahrzeugs angeordnet.According to one embodiment of the system, the optical transmitter is arranged on a rear side of the first vehicle and the receiver is arranged on a front side of the second vehicle.

Die Vorderseite des jeweiligen Fahrzeugs ist hierbei insbesondere die Seite, die bei einer Geradeausfahrt an der Front des Fahrzeugs ist. Die Rückseite des jeweiligen Fahrzeugs ist bei der Geradeausfahrt am Heck des Fahrzeugs.The front of the respective vehicle is in particular the side that is at the front of the vehicle when driving straight ahead. The back of the respective vehicle is at the rear of the vehicle when driving straight ahead.

Wenn die Fahrzeuge in dem Konvoi fahren, dann befindet sich das zweite Fahrzeug rückwärts des ersten Fahrzeugs und ist unter normalen Bedingungen von der Rückseite des ersten Fahrzeugs zu sehen.When the vehicles are traveling in the convoy, the second vehicle is located to the rear of the first vehicle and under normal conditions can be seen from the rear of the first vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist der optische Sender zum Abstrahlen des optischen Signals in einem Wellenlängenbereich zwischen 150 nm - 2500 nm eingerichtet.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter is set up to emit the optical signal in a wavelength range between 150 nm-2500 nm.

Insbesondere Wellenlängenbereiche, die außerhalb eines visuellen Wellenbereichs (etwa 400 nm - 800 nm) liegen, sind vorteilhaft, da ein solches optisches Signal ohne technische Hilfsmittel nicht wahrnehmbar ist. Damit kann eine Tarnung des Konvois verbessert sein. Andererseits wird ein optisches Signal in diesem Wellenlängenbereich in Luft noch gut übertragen, das heißt, dass das optische Signal entlang der Übertragungsstrecke nicht so stark gedämpft wird, dass es nicht mehr übertragbar wäre.In particular, wavelength ranges that lie outside a visible wavelength range (approximately 400 nm - 800 nm) are advantageous, since such an optical signal cannot be perceived without technical aids. This can improve camouflage of the convoy. On the other hand, an optical signal in this wavelength range is still easily transmitted in air, which means that the optical signal is not so strongly attenuated along the transmission path that it can no longer be transmitted.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst der optische Sender wenigstens eine Leuchtdiode.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter comprises at least one light-emitting diode.

Leuchtdioden (LED) sind vorteilhaft, da diese platzsparend, robust und energieeffizient sind. Besonders vorteilhaft sind Laserdioden. Eine Laserdiode ist eine LED, die kohärentes Laserlicht erzeugt, das sich besonders gut bündeln lässt. Daher ist eine zielgerichtete Abstrahlung ermöglicht.Light-emitting diodes (LED) are advantageous because they are space-saving, robust and energy-efficient. Laser diodes are particularly advantageous. A laser diode is an LED that generates coherent laser light that can be bundled particularly well. Therefore, a targeted radiation is possible.

Die LED kann monochromatisches Licht mit nur einer Wellenlänge oder auch breitbandiges Licht mit einem breiten, kontinuierlichen Spektrum an Wellenlängen oder auch polychromatisches Licht mit mehreren diskreten, voneinander getrennten monochromatischen Wellenlängen abstrahlen. Insbesondere bei einer LED, die polychromatisches Licht abstrahlen kann, können die einzelnen diskreten Wellenlängen selektiv abstrahlbar sein.The LED can emit monochromatic light with only one wavelength or broadband light with a wide, continuous spectrum of wavelengths or polychromatic light with several discrete, separate monochromatic wavelengths. In particular in the case of an LED which can emit polychromatic light, the individual discrete wavelengths can be able to be emitted selectively.

Weiterhin können LED's in integrierter Bauweise hergestellt werden. Damit ist es möglich, die Modulationseinheit und den optischen Sender als ein vollintegriertes Bauelement auszubilden. Dies ist besonders platzsparend. Zudem kann bei einem Defekt das Bauelement einfach ausgebaut und repariert oder ersetzt werden.Furthermore, LEDs can be manufactured in an integrated design. This makes it possible to form the modulation unit and the optical transmitter as a fully integrated component. This is particularly space-saving. In addition, in the event of a defect, the component can be easily removed and repaired or replaced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst der optische Sender eine Anordnung mehrerer Leuchtdioden, wobei verschiedene Leuchtdioden der Anordnung dazu eingerichtet sind, das optische Signal in unterschiedliche Raumwinkel abzustrahlen.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter comprises an arrangement of a plurality of light-emitting diodes, with different light-emitting diodes of the arrangement being set up to emit the optical signal in different solid angles.

Man kann die Anordnung auch als LED-Array bezeichnen. Die Anordnung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl an LED's, beispielsweise über 10 LED's, über 20 LED's, über 50 LED's, oder auch über 100 LED's.The arrangement can also be referred to as an LED array. The arrangement preferably comprises a large number of LEDs, for example more than 10 LEDs, more than 20 LEDs, more than 50 LEDs, or even more than 100 LEDs.

Jeweils zwei LED's der Anordnung strahlen in unterschiedliche Raumwinkel ab. Dabei können sich die Lichtkegel auch teilweise überlappen. Beispielsweise weisen alle LED's der Anordnung eine gleiche Abstrahlcharakteristik auf, also beispielsweise einen Öffnungswinkel des Lichtkegels von 5°, weisen aber jeweils in eine andere Raumrichtung. Beispielsweise sind die LED's der Anordnung auf einer gekrümmten Fläche angeordnet, wobei eine jeweilige LED in einen Raumwinkel um den Normalenvektor der Fläche an dem Ort der jeweiligen LED herum abstrahlt.Two LEDs of the arrangement radiate in different solid angles. The light cones can also partially overlap. For example, all the LEDs in the arrangement have the same emission characteristics, ie, for example, an opening angle of the light cone of 5°, but each point in a different spatial direction. For example, the LED's of the array are arranged on a curved surface, with each LED emitting in a solid angle about the normal vector of the surface at the location of the respective LED.

Eine zielgerichtete Abstrahlung wird erreicht, indem nur die LED, die in den gewünschten Raumwinkel abstrahlt, angesteuert wird.Targeted radiation is achieved by only controlling the LED that emits in the desired solid angle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist dem optischen Sender eine Optikeinheit zugeordnet, die dazu eingerichtet ist, das optische Signal selektiv in einen vorgebbaren Raumwinkel abzustrahlen.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter is assigned an optics unit which is set up to emit the optical signal selectively in a definable solid angle.

Die Optikeinheit kann insbesondere Linsen, Spiegel, optische Gitter, Blenden, Polarisatoren und weitere optisch wirksame Element aufweisen. Durch die Optikeinheit wird eine gerichtete Abstrahlung erreicht, die in Bezug auf die Richtung und einen Öffnungswinkel des abgestrahlten Lichtkegels kontrollierbar ist. Die Optikeinheit kann passiv oder aktiv ausgebildet sein.In particular, the optics unit can have lenses, mirrors, optical gratings, screens, polarizers and other optically effective elements. Through The optics unit achieves a directed emission that can be controlled in relation to the direction and an opening angle of the emitted light cone. The optics unit can be passive or active.

Eine passive Optikeinheit weist beispielsweise eine durch ihr Material und ihre Geometrie bestimmte optische Wirkung auf, die im Wesentlichen konstant ist.A passive optics unit has, for example, an optical effect that is determined by its material and its geometry and is essentially constant.

Eine passive Optikeinheit kann beweglich gelagert sein, so dass beispielsweise durch ein Verschieben oder Verkippen der Optikeinheit relativ zu der Strahlungsquelle, beispielsweise der LED, die Abstrahlcharakteristik des optischen Senders gezielt steuerbar sein kann.A passive optics unit can be movably mounted so that, for example, by moving or tilting the optics unit relative to the radiation source, for example the LED, the radiation characteristics of the optical transmitter can be specifically controlled.

Eine aktive Optikeinheit weist beispielsweise verschiebbare, verdrehbare, verkippbare und/oder deformierbare optische Elemente auf, mit denen je nach Einstellung eine unterschiedliche optische Wirkung erzielbar ist.An active optical unit has, for example, displaceable, rotatable, tiltable and/or deformable optical elements with which a different optical effect can be achieved depending on the setting.

Insbesondere kann die Optikeinheit ein Mikrospiegelarray und/oder ein Mikrolinsenarray umfassen, wobei einzelne Mikrospiegel oder Mikrolinsen zur Strahlführung aktuierbar sein können.In particular, the optics unit can comprise a micromirror array and/or a microlens array, it being possible for individual micromirrors or microlenses to be actuatable for beam guidance.

Man kann die Optikeinheit auch als Strahlführungs- und Strahlformungseinheit bezeichnen.The optics unit can also be referred to as a beam guidance and beam shaping unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems weist das erste Fahrzeug eine Ermittlungseinheit auf, die zum Ermitteln eines aktuellen Raumwinkels, in dem sich der Empfänger auf dem zweiten Fahrzeug zu einem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von dem optischen Sender befindet, eingerichtet ist, wobei der optische Sender zum Abstrahlen des optischen Signals ausschließlich in den ermittelten aktuellen Raumwinkel eingerichtet ist.According to a further embodiment of the system, the first vehicle has a determination unit that is set up to determine a current spatial angle in which the receiver on the second vehicle is located at a current time, starting from the optical transmitter, the optical transmitter for emitting of the optical signal is set up exclusively in the determined current solid angle.

Dies ist besonders vorteilhaft, da hiermit ausgeschlossen werden kann, dass das optische Signal an dem zweiten Fahrzeug vorbeigeht. Damit ist einerseits ein Schutz des Konvois vor Enttarnung sowie ein Schutz der Kommunikation zwischen den Fahrzeugen verbessert, andererseits ist auch eine Zuverlässigkeit der Informationsübertragung erhöht, da das optische Signal gezielt auf den Empfänger einstrahlt.This is particularly advantageous since it can be ruled out in this way that the optical signal misses the second vehicle. On the one hand, this improves protection of the convoy against exposure and protection of communication between the vehicles, and on the other hand, the reliability of the information transmission is also increased, since the optical signal radiates specifically to the receiver.

Die Ermittlungseinheit kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die Ermittlungseinheit zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die Ermittlungseinheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.The determination unit can be implemented in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware implementation, the determination unit can be designed as a computer or as a microprocessor, for example. In the case of a software implementation, the determination 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.

Das erste Fahrzeug umfasst beispielsweise eine Anzahl an Sensoren, die den Fahrzustand des Fahrzeugs überwachen, wie beispielsweise einen Lenkwinkelsensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Ortungssensor, wie GPS, Galileo oder Glonass, einen Neigungssensor zum Erfassen eines Roll- und/oder Gierwinkels des Fahrzeugs und dergleichen mehr. Auf Basis der von diesen Sensoren erfassten Sensordaten lässt sich eine Trajektorie des ersten Fahrzeugs, die es zurückgelegt hat, ermitteln. Wenn das zweite Fahrzeug in dem Konvoi folgt, sind beispielsweise ein Abstand der beiden Fahrzeuge, gemessen entlang der Spur des ersten Fahrzeugs, sowie eine maximale Abweichung des zweiten Fahrzeugs von der Spur des ersten Fahrzeugs vorgegeben. Aus der Kenntnis der Trajektorie des ersten Fahrzeugs und den Vorgaben zum Fahren im Konvoi kann dann auf die Position des Empfängers und damit auf den Raumwinkel, in dem der Empfänger aus Sicht des optischen Senders ist, geschlossen werden, wozu die Ermittlungseinheit eingerichtet ist.For example, the first vehicle includes a number of sensors that monitor the driving condition of the vehicle, such as a steering angle sensor, a wheel speed sensor, a location sensor such as GPS, Galileo or Glonass, a tilt sensor for detecting a roll and/or yaw angle of the vehicle, and the like more. Based on the sensor data recorded by these sensors, a trajectory of the first vehicle that it has traveled can be determined. If the second vehicle follows in the convoy, a distance between the two vehicles, measured along the lane of the first vehicle, and a maximum deviation of the second vehicle from the lane of the first vehicle are specified, for example. From the knowledge of the trajectory of the first vehicle and the specifications for driving in a convoy, the position of the receiver and thus the spatial angle in which the receiver is seen from the optical transmitter can be inferred, for which purpose the determination unit is set up.

Die Ermittlungseinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, auf Basis eines Kamerabilds der hinteren Hemisphäre des ersten Fahrzeugs eine Objekterkennung in dem Kamerabild durchzuführen und auf diese Weise die Position des zweiten Fahrzeugs relativ zudem ersten Fahrzeug zu ermitteln. Damit kann auch die Position des Empfängers aus Sicht des optischen Senders ermittelt werden.The determination unit can also be set up to carry out object recognition in the camera image on the basis of a camera image of the rear hemisphere of the first vehicle and in this way to determine the position of the second vehicle relative to the first vehicle. In this way, the position of the receiver from the point of view of the optical transmitter can also be determined.

Da sich während der Fahrt des Konvois die relative Position zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug ständig ändert, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt oder in hügeligem oder unebenem Gelände, wird der aktuelle Raumwinkel vorzugsweise regelmäßig, beispielsweise einmal pro Sekunde, bevorzugt wenigstens zehnmal pro Sekunde, ermittelt.Since the relative position between the first vehicle and the second vehicle is constantly changing during the journey of the convoy, for example when cornering or in hilly or uneven terrain, the current solid angle is preferably regularly, for example once per second, preferably at least ten times per second, determined.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems weist das erste Fahrzeug eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines von dem zweiten Fahrzeug reflektierten optischen Reflexsignals auf, wobei die Ermittlungseinheit zum Ermitteln des aktuellen Raumwinkels in Abhängigkeit des erfassten Reflexsignals eingerichtet ist.According to a further embodiment of the system, the first vehicle has a detection unit for detecting an optical reflex signal reflected by the second vehicle, the determination unit being set up for determining the current solid angle as a function of the detected reflex signal.

Beispielsweise wird ein speziell zum Hervorrufen eines Reflexsignals vorgesehenes optisches Signal abgestrahlt, wobei es sich vorzugsweise um ein kodiertes Signal handelt. Das Reflexsignal weist dann die gleiche Kodierung auf, womit eine Fehlerkennung aufgrund von anderen Reflexen oder dergleichen vermieden wird.For example, an optical signal specifically designed to produce a reflex signal is emitted, which is preferably a coded signal. The reflex signal then has the same coding, which avoids misidentification due to other reflexes or the like.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems weist das zweite Fahrzeug wenigstens ein spezifisches Reflexionsmittel auf, das in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung zu dem Empfänger steht.According to a further embodiment of the system, the second vehicle has at least one specific reflection means, which is in a predetermined spatial arrangement with respect to the receiver.

Das Reflexionsmittel ist zum Bereitstellen des optischen Reflexsignals in Abhängigkeit eines einfallenden optischen Signals ausgebildet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Reflexionsmittel um einen Retroreflektor, der einfallende Strahlung genau entgegen der Einfallsrichtung reflektiert. Der Retroreflektor kann hierbei auf einen bestimmten Raumwinkelbereich beschränkt sein. Vorteilhaft ist der Retroreflektor auch bezüglich der Wellenlängen, die von ihm reflektiert werden, beschränkt. So kann vorgesehen sein, dass das optische Signal zum Hervorrufen des Reflexsignals ein schmalbandiges, insbesondere monochromes, Lichtsignal ist, wobei der Retroreflektor ausschließlich zum Reflektieren genau dieser Wellenlänge eingerichtet ist.The reflection means is designed to provide the optical reflection signal as a function of an incident optical signal. For example, the reflection means is a retroreflector that reflects incident radiation exactly opposite to the direction of incidence. In this case, the retroreflector can be limited to a specific solid angle range. Advantageously, the retroreflector is also limited in the wavelengths that it reflects. Provision can thus be made for the optical signal for producing the reflex signal to be a narrow-band, in particular monochrome, light signal, with the retroreflector being set up exclusively for reflecting precisely this wavelength.

Durch die vorgegebene räumliche Anordnung zu dem Empfänger kann von der Position des Reflexionsmittel auf die Position des Empfängers geschlossen werden. Vorzugsweise ist das Reflexionsmittel direkt benachbart zu dem Empfänger angeordnet oder in diesen integriert.Due to the predetermined spatial arrangement relative to the receiver, the position of the receiver can be inferred from the position of the reflection means. The reflection means is preferably arranged directly adjacent to or integrated into the receiver.

In Ausführungsformen können mehrere Reflexionsmittel vorgesehen sein. Damit kann eine räumliche Lage des zweiten Fahrzeugs in mehreren Dimensionen ermittelt werden.In embodiments, several reflection means can be provided. A spatial position of the second vehicle can thus be determined in several dimensions.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist der optische Sender dazu eingerichtet, das optische Signal amplitudenmoduliert und/oder frequenzmoduliert abzustrahlen.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter is set up to emit the optical signal in an amplitude-modulated and/or frequency-modulated manner.

In bevorzugten Ausführungsformen wird das optische Signal gepulst abgestrahlt.In preferred embodiments, the optical signal is emitted in a pulsed manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst das erste Fahrzeug eine Umfeldüberwachungseinheit, die zum Erfassen eines rückseitigen Umfelds des ersten Fahrzeugs eingerichtet ist.According to a further embodiment of the system, the first vehicle includes an area monitoring unit which is set up to detect an area behind the first vehicle.

Auf Basis der Umfeldüberwachungseinheit lässt sich insbesondere ein Raumwinkel, in welchem sich der Empfänger aus Sicht des optischen Senders befindet, ermitteln, und damit das optische Signal gezielt in diesen Raumwinkel abstrahlen.On the basis of the area monitoring unit, a spatial angle in which the receiver is located from the point of view of the optical transmitter can be determined, and the optical signal can thus be radiated in a targeted manner into this spatial angle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems weist das zweite Fahrzeug zusätzlich eine Modulationseinheit zum Erzeugen eines die zu übertragende Information tragenden Modulationssignals und einen optischen Sender zum Abstrahlen eines optischen Signals in eine in Bezug auf das zweite Fahrzeug vorderseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals auf und das erste Fahrzeug weist zusätzlich einen Empfänger zum Empfangen des optischen Signals und eine Demodulationseinheit zum Demodulieren des empfangenen weiteren optischen Signals zum Extrahieren der übertragenen weiteren Information auf.According to a further embodiment of the system, the second vehicle additionally has a modulation unit for generating a modulation signal carrying the information to be transmitted and an optical transmitter for emitting an optical signal into a hemisphere at the front in relation to the second vehicle as a function of the modulation signal and the first vehicle additionally has a receiver for receiving the optical signal and a demodulation unit for demodulating the received further optical signal in order to extract the transmitted further information.

Diese Ausführungsform ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Fahrzeugen. Damit können insbesondere Informationen, die einen Zustand des zweiten Fahrzeugs betreffen, an das erste Fahrzeug übertragen werden.This embodiment enables bi-directional communication between the vehicles. In this way, in particular information relating to a state of the second vehicle can be transmitted to the first vehicle.

Die Modulationseinheit und die Demodulationseinheit sind insbesondere gemeinsam als ein Modem ausgebildet. Der optische Sender des zweiten Fahrzeugs kann wie vorstehend für das erste Fahrzeug beschrieben ausgebildet sein. Auch kann das zweite Fahrzeug weitere Einrichtungen oder Elemente, wie vorstehend für das erste Fahrzeug beschrieben, aufweisen. Das erste Fahrzeug kann weiteren Einrichtungen oder Elemente, wie vorstehend für das zweite Fahrzeug beschrieben, aufweisen.The modulation unit and the demodulation unit are in particular designed together as a modem. The optical transmitter of the second vehicle can be designed as described above for the first vehicle. The second vehicle can also have further devices or elements, as described above for the first vehicle. The first vehicle can have further devices or elements as described above for the second vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems umfasst das zweite Fahrzeug zusätzlich einen optischen Sender zum Abstrahlen eines weiteren optischen Signals in eine in Bezug auf das zweite Fahrzeug rückseitige Hemisphäre auf.According to a further embodiment of the system, the second vehicle additionally comprises an optical transmitter for emitting a further optical signal into a hemisphere at the rear in relation to the second vehicle.

Damit ist eine Kettenbildung bei mehr als zwei Fahrzeugen in dem Konvoi möglich. Man kann auch von einer „Daisy Chain“ sprechen. Informationen können von dem ersten Fahrzeug an ein hinter dem zweiten Fahrzeug fahrendes weiteres Fahrzeug übertragen werden, indem das zweite Fahrzeug als Vermittler wirkt. Das weitere Fahrzeug ist hierbei insbesondere wie das zweite Fahrzeug ausgebildet, zumindest umfasst es einen entsprechenden Empfänger und eine Demodulationseinheit. Eine solche Kette kann beliebig lang werden, es sind also beispielsweise fünf, zehn, zwanzig oder noch mehr Fahrzeuge in einem Konvoi möglich.This means that chains can be formed if there are more than two vehicles in the convoy. One can also speak of a "daisy chain". Information can be transmitted from the first vehicle to another vehicle driving behind the second vehicle, in that the second vehicle acts as an intermediary. In this case, the additional vehicle is designed in particular like the second vehicle, at least it includes a corresponding receiver and a demodulation unit. Such a chain can be of any length, so for example five, ten, twenty or even more vehicles are possible in a convoy.

Besonders vorteilhaft wird hierbei das optische Signal nur entlang der jeweils direkten Sichtverbindung von Sender und Empfänger übertragen. Damit bleibt der Konvoi auch bei mehr als zwei Fahrzeugen vor einer Enttarnung geschützt und die Kommunikation bleibt vor einem Abhören gesichert.In this case, the optical signal is transmitted particularly advantageously only along the respective direct line of sight between the transmitter and receiver. This means that the convoy remains protected from being uncovered even if there are more than two vehicles, and communication remains protected from eavesdropping.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems weist das zweite Fahrzeug zusätzlich einen Empfänger zum Empfangen eines aus einer in Bezug auf das zweite Fahrzeug rückseitigen Hemisphäre einfallenden optischen Signals auf. According to a further embodiment of the system, the second vehicle additionally has a receiver for receiving an incident optical signal from a rear hemisphere in relation to the second vehicle.

Damit ist eine bidirektionale Kommunikation entlang des gesamten Konvois möglich. Insbesondere sind weitere Fahrzeuge, die in dem Konvoi hinter dem zweiten Fahrzeug fahren, wie das zweite Fahrzeug ausgebildet, zumindest umfassen diese optische Sender und Empfänger sowie ein Modem, um optische Signal aus einer vorderen und/oder hinteren Hemisphäre empfangen sowie abstrahlen zu können.This enables bidirectional communication along the entire convoy. In particular, other vehicles driving in the convoy behind the second vehicle are designed like the second vehicle, at least these include optical transmitters and receivers as well as a modem in order to be able to receive and emit optical signals from a front and/or rear hemisphere.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist eine Überwachungseinheit zum Überwachen der Signalübertragung zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug vorgesehen. Die Überwachungseinheit ist dazu eingerichtet eine Signalintensität eines empfangenen Signals zu überwachen, und/oder regelmäßig, insbesondere periodisch, ein Testsignal zwischen den Fahrzeugen zu übertragen, und/oder eine Zeitdauer zwischen zwei übertragenen Signalen zu überwachen und/oder ein Zeitfenster für das Übertragen eines Signals zu überwachen.According to a further embodiment of the system, a monitoring unit is provided for monitoring the signal transmission between the first vehicle and the second vehicle. The monitoring unit is set up to monitor a signal intensity of a received signal and/or to regularly, in particular periodically, transmit a test signal between the vehicles and/or to monitor a time period between two transmitted signals and/or a time window for the transmission of a signal to monitor.

Die Überwachungseinheit ist vorzugsweise zumindest auf dem ersten Fahrzeug angeordnet. In bevorzugten Ausführungsformen ist je eine Überwachungseinheit auf dem ersten und dem zweiten Fahrzeug angeordnet.The monitoring unit is preferably arranged at least on the first vehicle. In preferred embodiments, a monitoring unit is arranged on the first and on the second vehicle.

Mittels der Überwachungseinheit kann ermittelt werden, wenn die Übertragung der Signale oder das Übertragen der Informationen nicht mehr ordnungsgemäß erfolgt. Dies kann unterschiedliche Gründe haben, wie beispielsweise eine Unterbrechung der Sichtverbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger, eine Verschmutzung des Senders und/oder des Empfängers und dergleichen mehr.The monitoring unit can be used to determine when the signals are no longer being transmitted or when the information is no longer being transmitted properly. There can be various reasons for this, such as an interruption in the line of sight between the transmitter and the receiver, soiling of the transmitter and/or the receiver, and the like.

Die Signalintensität wird bevorzugt anhand eines eine zu übertragende Information tragenden optischen Signals überwacht. Vorzugsweise sieht ein Kommunikationsprotokoll vor, dass jeweils in einem bestimmten Zeitfenster ein Signal übertragen wird. Hierbei kann es sich um ein Testsignal oder ein leeres Signal handeln, das keine zu übertragende Information enthält.The signal intensity is preferably monitored using an optical signal carrying information to be transmitted. A communication protocol preferably provides for a signal to be transmitted in a specific time window. This can be a test signal or an empty signal that does not contain any information to be transmitted.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist dem optischen Sender und/oder dem Empfänger eine Reinigungsvorrichtung zugeordnet, die dazu eingerichtet ist, eine Abstrahlfläche des optischen Senders und/oder eine Empfangsfläche des Empfängers zu reinigen, wenn eine zurückgestreute Intensität in dem optischen Sender einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und/oder die Signalintensität des empfangenen Signals unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter and/or the receiver is assigned a cleaning device which is set up to clean an emission surface of the optical transmitter and/or a receiving surface of the receiver when a backscattered intensity in the optical transmitter exceeds a predetermined limit value exceeds and/or the signal intensity of the received signal falls below a predetermined limit value.

Eine verschmutzte Abstrahlfläche dämpft einerseits das Signal, andererseits kann Streustrahlung verursacht werden, die unkontrolliert abgestrahlt wird, wodurch die zielgenaue Abstrahlung kompromittiert werden kann. Eine verschmutzte Empfangsfläche dämpft das eingehende Signal, was eine Zuverlässigkeit der Übertragung beeinträchtigen kann. Daher ist es vorteilhaft, die Abstrahlfläche sowie die Empfangsfläche sauber zu halten.On the one hand, a dirty radiation surface dampens the signal, on the other hand, scattered radiation can be caused, which is radiated in an uncontrolled manner, which can compromise the targeted radiation. A dirty receiving surface dampens the incoming signal, which can affect transmission reliability. It is therefore advantageous to keep the radiating surface and the receiving surface clean.

Die Reinigungsvorrichtung kann beispielsweise als ein Scheibenwischer ausgebildet sein. Weiterhin kann die Reinigungsvorrichtung ein Gebläse zum Abblasen von Staub und/oder eine Pumpe zum Reinigen der Fläche mit einem flüssigen Reinigungsmittel umfassen.The cleaning device can be designed, for example, as a windshield wiper. Furthermore, the cleaning device can include a fan for blowing off dust and/or a pump for cleaning the surface with a liquid cleaning agent.

Ferner kann die Reinigungsvorrichtung eine Schutzfolie umfassen, die vor der Abstrahl- oder Empfangsfläche angeordnet ist und diese vor Anschmutzung schützt, und die bei Verschmutzung entfernt und ersetzt wird. Beispielsweise ist die Schutzfolie in einer Rolle aufgewickelt, die entsprechend abgewickelt wird.Furthermore, the cleaning device can include a protective film, which is arranged in front of the radiating or receiving surface and protects it from soiling, and which is removed and replaced when soiled. For example, the protective film is wound up in a roll that is unwound accordingly.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems ist der optische Sender und/oder der Empfänger in einer nach vorne und/oder nach hinten gerichteten Beleuchtungseinrichtung des ersten Fahrzeugs und/oder des zweiten Fahrzeugs angeordnet.According to a further embodiment of the system, the optical transmitter and/or the receiver is/are arranged in a lighting device of the first vehicle and/or the second vehicle which is directed forwards and/or backwards.

Bei dieser Ausführungsform kann die Position des Empfängers an dem Fahrzeug vorteilhaft anhand vorhandener Merkmale ermittelt werden. Bei der Beleuchtungseinrichtung handelt sich beispielsweise um einen Scheinwerfer, eine Rückleuchte, einen Blinker oder dergleichen mehr.In this embodiment, the position of the receiver on the vehicle can advantageously be determined using existing features. The lighting device is, for example, a headlight, a rear light, a blinker or the like.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, insbesondere ein militärisches Fahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, als das erste Fahrzeug und/oder als das zweite Fahrzeug in einem System gemäß dem ersten Aspekt verwendet zu werden.According to a second aspect, a vehicle is proposed, in particular a military vehicle, which is set up to be used as the first vehicle and/or as the second vehicle in a system according to the first aspect.

Eine Mehrzahl dieser Fahrzeuge können dazu eingerichtet sein, in einem Konvoi zu fahren und ein System gemäß dem ersten Aspekt ausbilden.A plurality of these vehicles can be set up to drive in a convoy and form a system according to the first aspect.

Die für das vorgeschlagen System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Fahrzeug entsprechend.The embodiments and features described for the proposed system apply accordingly to the proposed vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen umfassend ein erstes Fahrzeug und ein dem ersten Fahrzeug folgendes zweites Fahrzeug mittels einer optischen Übertragungsstrecke vorgeschlagen. In einem ersten Schritt wird ein eine zu übertragende Information tragendes Modulationssignal erzeugt. In einem zweiten Schritt wird ein optisches Signal von dem ersten Fahrzeug in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals abgestrahlt. In einem dritten Schritt wird das optische Signal von dem zweiten Fahrzeug empfangen. In einem vierten Schritt wird ein moduliertes Empfangssignal in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals ausgegeben. In einem fünften Schritt wird das Empfangssignal zum Extrahieren der übertragenen Information demoduliert.According to a further aspect, a method for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy, comprising a first vehicle and a second vehicle following the first vehicle, is provided by means of proposed an optical transmission link. In a first step, a modulation signal carrying information to be transmitted is generated. In a second step, an optical signal is radiated from the first vehicle in a hemisphere to the rear with respect to the first vehicle depending on the modulation signal. In a third step, the optical signal is received by the second vehicle. In a fourth step, a modulated received signal is output as a function of the received optical signal. In a fifth step, the received signal is demodulated to extract the transmitted information.

Das Verfahren wird vorzugsweise mit einem System gemäß dem ersten Aspekt und/oder unter Verwendung von Fahrzeugen gemäß dem zweiten Aspekt durchgeführt.The method is preferably carried out with a system according to the first aspect and/or using vehicles according to the second aspect.

Die für das vorgeschlagen System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. Die zu dem System erläuterten Vorteile gelten für das Verfahren entsprechend.The embodiments and features described for the proposed system apply accordingly to the proposed method. The advantages explained for the system apply accordingly to the method.

Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.Furthermore, a computer program product is proposed which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute the method described above.

Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.A computer program product, such as a computer program means, can be made available or supplied by a server in a network, for example, as a storage medium such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file. This can be done, for example, in a wireless communication network by transferring a corresponding file with the computer program product or the computer program means.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen;
  • 2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines optischen Senders;
  • 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines optischen Senders;
  • 4 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines optischen Senders;
  • 5 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Systems zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen;
  • 6 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen;
  • 7 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Systems zum Übertragen von Informationen zwischen hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen;
  • 8 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs; und
  • 9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Übertragen von Informationen zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi fahrenden Fahrzeugen.
Further advantageous refinements and aspects of the invention are the subject matter of the dependent claims and of the exemplary embodiments of the invention described below. The invention is explained in more detail below on the basis of preferred embodiments with reference to the enclosed figures.
  • 1 shows schematically a first embodiment of a system for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy;
  • 2 shows schematically a first embodiment of an optical transmitter;
  • 3 shows schematically a second embodiment of an optical transmitter;
  • 4 shows schematically a third embodiment of an optical transmitter;
  • 5 shows schematically a second embodiment of a system for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy;
  • 6 shows schematically a third embodiment of a system for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy;
  • 7 shows schematically a fourth embodiment of a system for transmitting information between vehicles driving one behind the other in a convoy;
  • 8th shows schematically an embodiment of a vehicle; and
  • 9 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for transmitting information between two vehicles driving one behind the other in a convoy.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.Elements that are the same or have the same function have been provided with the same reference symbols in the figures, unless otherwise stated.

1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Übertragen von Informationen D zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi K fahrenden Fahrzeugen 10, 20 mittels einer optischen Übertragungsstrecke 30. 1 shows schematically a first exemplary embodiment of a system 1 for transmitting information D between two vehicles 10, 20 driving one behind the other in a convoy K by means of an optical transmission link 30.

Das erste Fahrzeug 10 kann auch als Führungsfahrzeug bezeichnet werden. Es fährt in der durch den Pfeil v angedeuteten Richtung. Das erste Fahrzeug 10 umfasst eine Modulationseinheit 12 zum Erzeugen eines eine zu übertragende Information D tragenden Modulationssignals 32 und einen optischen Sender 14 zum Abstrahlen eines optischen Signals 34 in Abhängigkeit des Modulationssignals 32. Der optische Sender 14 ist hierbei an einer Rückseite 10b des ersten Fahrzeugs 10 angeordnet.The first vehicle 10 can also be referred to as a lead vehicle. It drives in the direction indicated by the arrow v. The first vehicle 10 comprises a modulation unit 12 for generating a modulation signal 32 carrying information D to be transmitted and an optical transmitter 14 for emitting an optical signal 34 as a function of the modulation signal 32. The optical transmitter 14 is on a rear side 10b of the first vehicle 10 arranged.

Das zweite Fahrzeug 20 fährt dem ersten Fahrzeug 10 hinterher, wie durch den Pfeil v angedeutet ist. Es umfasst einen Empfänger 22 zum Empfangen des optischen Signals 34 und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals 36 in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals 34. Der Empfänger 22 ist an einer Vorderseite 20f des zweiten Fahrzeugs 20 angeordnet. Da die Fahrzeuge 10, 20 hintereinander in dem Konvoi K fahren, sind der optische Sender 14 und der Empfänger 22 einander zugewandt, so dass eine direkte Sichtverbindung zwischen diesen besteht. Das zweite Fahrzeug 20 umfasst zudem eine Demodulationseinheit 24 zum Demodulieren des Empfangssignals 36 zum Extrahieren der übertragenen Information D.The second vehicle 20 drives behind the first vehicle 10, as indicated by the arrow v. It includes a receiver 22 for receiving the optical signal 34 and for outputting it a modulated reception signal 36 as a function of the received optical signal 34. The receiver 22 is arranged on a front side 20f of the second vehicle 20. Since the vehicles 10, 20 are driving one behind the other in the convoy K, the optical transmitter 14 and the receiver 22 face each other, so that there is a direct line of sight between them. The second vehicle 20 also includes a demodulation unit 24 for demodulating the received signal 36 for extracting the transmitted information D.

2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines optischen Senders 14, der beispielsweise in dem ersten Fahrzeug 10 der 1 verwendet werden kann. Der optische Sender 14 umfasst eine Anordnung 40 von sechs einzelnen Strahlungsquellen 41 - 46, die vorzugsweise als Leuchtdioden (LED) ausgebildet sind. Die Strahlungsquellen 41 - 46 können aber auch in anderer Weise ausgeführt sein, beispielsweise als Glühdraht oder als Elektrolumineszenz-Strahler. Die Anzahl der Strahlungsquellen 41 - 46 ist nicht auf sechs beschränkt, es sind auch weniger als sechs oder mehr als sechs Strahlungsquellen möglich. Vorzugsweise umfasst die Anordnung 40 mehr als sechs, beispielsweise 25 oder 50 einzelne Strahlungsquellen. 2 shows schematically a first embodiment of an optical transmitter 14, for example, in the first vehicle 10 of 1 can be used. The optical transmitter 14 includes an arrangement 40 of six individual radiation sources 41-46, which are preferably designed as light-emitting diodes (LED). However, the radiation sources 41-46 can also be embodied in other ways, for example as incandescent filaments or as electroluminescent emitters. The number of radiation sources 41-46 is not limited to six; fewer than six or more than six radiation sources are also possible. The arrangement 40 preferably comprises more than six, for example 25 or 50, individual radiation sources.

Die LED's 41 - 46 sind einzeln und selektiv ansteuerbar. Die LED's sind in diesem Beispiel als monochromatische LED's ausgebildet, die schmalbandige Strahlung im nahen Infrarotbereich abstrahlen, beispielsweise bei 950 nm. „Schmalbandig“ heißt, dass eine Halbwertsbreite der abgestrahlten Intensität bezogen auf die Wellenlänge weniger als 20 nm, bevorzugt weniger als 10 nm, weiter bevorzugt weniger als 5 nm, beträgt.The LEDs 41 - 46 can be controlled individually and selectively. In this example, the LEDs are in the form of monochromatic LEDs which emit narrow-band radiation in the near infrared range, for example at 950 nm. more preferably less than 5 nm.

Die LED's 41 - 46 sind in diesem Beispiel auf einer gekrümmten Oberfläche angeordnet, so dass jede der LED's 41 - 46 in eine andere Richtung abstrahlt. Die Oberfläche ist vorzugsweise dreidimensional gekrümmt ausgebildet. Die Krümmung ist vorzugsweise konvex ausgebildet und kann beispielsweise eine Kreisform, eine Parabelform, eine Hyperbelform, eine Mischform oder dergleichen aufweisen.In this example, the LEDs 41 - 46 are arranged on a curved surface, so that each of the LEDs 41 - 46 radiates in a different direction. The surface is preferably three-dimensionally curved. The curvature is preferably convex and can have, for example, a circular shape, a parabolic shape, a hyperbolic shape, a mixed shape or the like.

Die LED's 41 - 46 weisen beispielsweise alle die gleiche Abstrahlcharakteristik auf, beispielsweise emittiert eine LED einen Lichtkegel mit kreisförmigem Strahlquerschnitt mit einem Öffnungswinkel aus einem Bereich zwischen 0,5° - 30°, vorzugweise zwischen 1° - 10°, beispielsweise 5°. Anstelle eines kreisförmigen Querschnitts kann auch ein elliptischer oder rechteckiger Strahlquerschnitt vorgesehen sein. Die Abstrahlcharakteristik der LED's 41 - 46 wird beispielsweise durch einen entsprechend geformten Kunststoffkopf bestimmt, der auch zum Schutz des aktiven Bereichs dient.The LEDs 41 - 46 all have the same emission characteristics, for example, an LED emits a light cone with a circular beam cross section with an opening angle from a range between 0.5° - 30°, preferably between 1° - 10°, for example 5°. Instead of a circular cross section, an elliptical or rectangular beam cross section can also be provided. The radiation characteristics of the LEDs 41-46 are determined, for example, by a correspondingly shaped plastic head, which also serves to protect the active area.

Jede LED 41 - 46 strahlt Strahlung in einen entsprechenden Raumwinkel O41 - O46 ab. Der jeweilige Raumwinkel O41 - O46 ist durch die Ausrichtung der jeweiligen LED 41 - 46 und die Abstrahlcharakteristik bestimmt. Indem nur eine der LED's 41 - 46 angesteuert wird, wird das optische Signal 34 (siehe 1 oder 4 - 7) nur in den Raumwinkel O41 - O46 der entsprechenden LED 41 - 46 abgestrahlt. Damit ist eine zielgenaue Abstrahlung des optischen Signals 34 sichergestellt.Each LED 41-46 emits radiation in a corresponding solid angle 041-046. The respective solid angle O41 - O46 is determined by the orientation of the respective LED 41 - 46 and the radiation characteristics. By driving only one of the LEDs 41 - 46, the optical signal 34 (see 1 or 4 - 7 ) is only radiated into the solid angle O41 - O46 of the corresponding LED 41 - 46. This ensures that the optical signal 34 is emitted with pinpoint accuracy.

3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines optischen Senders 14, der, sofern nachfolgend nichts anderes angegeben ist, die Merkmale des optischen Senders 14 der 2 aufweist. 3 shows schematically a second embodiment of an optical transmitter 14, which, unless otherwise stated below, the features of the optical transmitter 14 of FIG 2 having.

Der optische Sender 14 umfasst in diesem Beispiel eine Anordnung 40, die sechs Laser-LED's 41 - 46 umfasst. Der Vorteil der Laser-LED's 41 - 46 ist es, dass diese in einen sehr kleinen Raumwinkel O41 - O46 abstrahlen, der in der 3 punktförmig dargestellt ist. Damit ist eine sehr präzise Ausrichtung des optischen Signals 34 möglich. Andererseits kann ein gewisser Öffnungswinkel des Strahls durchaus erwünscht sein, um die Übertagung robuster, insbesondere gegenüber kleinen Abweichungen in der relativen Anordnung zwischen Sender 14 und Empfänger 22 (siehe 1 oder 5 - 7) zu machen.In this example, the optical transmitter 14 comprises an arrangement 40 which comprises six laser LEDs 41-46. The advantage of the laser LEDs 41-46 is that they emit in a very small solid angle O41-O46, which is in the 3 is shown in dots. A very precise alignment of the optical signal 34 is thus possible. On the other hand, a certain opening angle of the beam can be desirable in order to make the transmission more robust, especially with regard to small deviations in the relative arrangement between transmitter 14 and receiver 22 (see Fig 1 or 5 - 7 ) close.

4 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines optischen Senders 14. In diesem Beispiel weist der optische Sender eine einzelne Strahlungsquelle 41 auf, die das optische Signal 34 in Richtung einer Optikeinheit 15 abstrahlt. Die Optikeinheit 15 ist dazu eingerichtet, das optische Signal 34 selektiv in einen vorgegebenen Raumwinkel Oa abzulenken. Hierzu kann die Optikeinheit 15 beispielsweise Linsen, Spiegel, optische Gitter, Blenden und dergleichen mehr umfassen, insbesondere können auch mikrooptische Elemente verwendet werden. 4 shows a third exemplary embodiment of an optical transmitter 14 schematically. In this example, the optical transmitter has a single radiation source 41 which emits the optical signal 34 in the direction of an optical unit 15 . The optics unit 15 is set up to selectively deflect the optical signal 34 into a predefined solid angle Oa. For this purpose, the optics unit 15 can include, for example, lenses, mirrors, optical grids, screens and the like, in particular micro-optical elements can also be used.

In diesem Beispiel umfasst die Optikeinheit 15 ein Mikrospiegelarray, wobei ein jeweiliger Mikrospiegel aktuierbar ist. Das Mikrospiegelarray wird beispielsweise von einer Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt) angesteuert. Ein jeweiliger Mikrospiegel lenkt die auf in einfallende Strahlung in die gewünschte Richtung, so dass sich insgesamt ein Strahl ergibt, der in den Raumwinkel Oa strahlt. Durch das Mikrospiegelarray kann sowohl eine Richtung als auch eine Abstrahlcharakteristik, insbesondere ein Öffnungswinkel sowie ein Strahlquerschnitt, einstellbar sein.In this example, the optics unit 15 includes a micromirror array, with a respective micromirror being actuable. The micromirror array is controlled by a control device (not shown), for example. A respective micromirror deflects the incident radiation in the desired direction, resulting in a beam that radiates into the solid angle Oa. Both a direction and an emission characteristic, in particular an opening angle and a beam cross-section, can be set by the micromirror array.

Es sei angemerkt, dass die Optikeinheit 15 auch in Kombination mit einer Anordnung 40 (siehe 2 oder 3) umfassend mehrere Strahlungsquellen 41 - 46 (siehe 2 oder 3) verwendet werden kann. Hierbei eine Optikeinheit 15 für die gesamte Anordnung 40 und/oder eine Optikeinheit 15 für jede einzelne Strahlungsquelle 41 - 46 der Anordnung 40 vorgesehen sein.It should be noted that the optics unit 15 can also be used in combination with an arrangement 40 (see 2 or 3 ) comprising several radiation sources 41 - 46 (see 2 or 3 ) can be used. In this case, an optics unit 15 for the entire arrangement 40 and/or an optics unit 15 for each individual radiation source 41 - 46 of the arrangement 40 can be provided.

5 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Übertragen von Informationen D zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi K fahrenden Fahrzeugen 10, 20. Das System 1 weist die gleichen Merkmale wie jenes der 1 auf, weshalb nachfolgend nur auf Besonderheiten dieses Ausführungsbeispiels eingegangen wird. In diesem Beispiel ist der optische Sender 14 wie anhand der 3 erläutert ausgebildet. Daher kann das optische Signal 34 in einen von sechs unterschiedlichen Raumwinkeln O41 - O46 abgestrahlt werden. 5 shows schematically a second embodiment of a system 1 for transmitting information D between two vehicles 10, 20 driving one behind the other in a convoy K. The system 1 has the same features as that of FIG 1 on, which is why only special features of this exemplary embodiment will be discussed below. In this example, the optical transmitter 14 as shown in FIG 3 explained trained. Therefore, the optical signal 34 can be radiated in one of six different solid angles O41 - O46.

Das erste Fahrzeug 10 ist gerade eine Kurve gefahren, weshalb das zweite Fahrzeug 20 sich in einem bestimmten Winkel schräg hinter dem ersten Fahrzeug 10 befindet. In der 5 befindet sich das zweite Fahrzeug 20 in einer Position, in der der Empfänger 22 aus Sicht des optischen Senders 14 in dem Raumwinkel O46, der auch als der aktuelle Raumwinkel Oa (siehe 6) zu dem dargestellten Zeitpunkt bezeichnet werden kann, befindet. Daher wird ausschließlich die Laser-LED 46 (siehe 3) zum Abstrahlen des optischen Signals 34 angesteuert. Die weiteren Laser-LED's 41 - 45 (siehe 3) der Anordnung 40 (siehe 3) bleiben inaktiv. Das optische Signal 34 trifft daher ausschließlich auf das zweite Fahrzeug 20, insbesondere auf den Empfänger 22. Ein Vorbeistrahlen ist ausgeschlossen, weshalb der Konvoi K getarnt bleibt und von außen nicht anhand eines solchen optischen Signals 34 erkennbar ist.The first vehicle 10 has just turned a corner, which is why the second vehicle 20 is located at a certain angle behind the first vehicle 10 at an angle. In the 5 the second vehicle 20 is in a position in which the receiver 22, as seen by the optical transmitter 14, is in the solid angle O46, which is also known as the current solid angle Oa (see 6 ) can be designated at the time shown. Therefore, only the laser LED 46 (see 3 ) to emit the optical signal 34 driven. The other laser LEDs 41 - 45 (see 3 ) of arrangement 40 (see 3 ) remain inactive. The optical signal 34 therefore only hits the second vehicle 20, in particular the receiver 22. Beaming past is impossible, which is why the convoy K remains camouflaged and cannot be identified from the outside using such an optical signal 34.

6 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Übertragen von Informationen D zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi K fahrenden Fahrzeugen 10, 20. Das System 1 weist beispielsweise die gleichen Merkmale wie die anhand der 1 oder 5 erläuterten Systeme auf, insbesondere kann der optische Sender 14 wie anhand der 2 - 4 erläutert ausgebildet sein. 6 shows schematically a third exemplary embodiment of a system 1 for transmitting information D between two vehicles 10, 20 driving one behind the other in a convoy K. The system 1 has, for example, the same features as those based on FIG 1 or 5 explained systems, in particular, the optical transmitter 14 as based on the 2 - 4 explained be trained.

Zusätzlich umfasst das erste Fahrzeug 10 eine Ermittlungseinheit 16, die zum Ermitteln eines aktuellen Raumwinkels Oa des Empfängers 22 zu einem aktuellen Zeitpunkt aus Sicht des optischen Senders 14 eingerichtet ist.In addition, the first vehicle 10 includes a determination unit 16 which is set up to determine a current solid angle Oa of the receiver 22 at a current point in time from the point of view of the optical transmitter 14 .

Die Ermittlungseinheit 16 kann den aktuellen Raumwinkel Oa beispielsweise anhand von erfassten Fahrzustandsdaten des ersten Fahrzeugs 10, aus denen sich eine Trajektorie des ersten Fahrzeugs 10 ermitteln lässt, und der Annahme, dass das zweite Fahrzeug 20 der Trajektorie des ersten Fahrzeugs 10 folgt, ermitteln. Die Ermittlungseinheit 16 gibt beispielsweise den ermittelten aktuellen Raumwinkel Oa an den optischen Sender 14 aus, so dass dieser das optische Signal 34 selektiv nur in den aktuellen Raumwinkel Oa abstrahlt.The determination unit 16 can determine the current solid angle Oa, for example, using detected driving state data of the first vehicle 10, from which a trajectory of the first vehicle 10 can be determined, and the assumption that the second vehicle 20 follows the trajectory of the first vehicle 10. The determination unit 16 outputs, for example, the determined current solid angle Oa to the optical transmitter 14 so that the optical transmitter emits the optical signal 34 selectively only in the current solid angle Oa.

In dem Beispiel der 6 weist das zweite Fahrzeug 20 zusätzlich ein Reflexionsmittel 26 auf, das als ein Retroreflektor ausgebildet ist. Der Retroreflektor 26 reflektiert einfallende Strahlung in genau die Richtung zurück, aus der diese einfällt. Das erste Fahrzeug 10 weist zusätzlich eine Erfassungseinheit 18 auf, die zum Erfassen eines optischen Reflexionssignals 34R, das von dem Retroreflektor 26 reflektiert wird, eingerichtet ist. Damit kann die Position des Retroreflektors 26 ermittelt werden. Bei bekannter relativer Anordnung des Retroreflektors 26 zu dem Empfänger 22 kann dann auf die Position des Empfänger 22 geschlossen werden. Damit lässt sich der aktuelle Raumwinkel Oa ermitteln.In the example of 6 the second vehicle 20 additionally has a reflection means 26 which is designed as a retroreflector. The retroreflector 26 reflects incident radiation back in exactly the direction from which it is incident. The first vehicle 10 additionally has a detection unit 18 which is set up to detect an optical reflection signal 34R which is reflected by the retroreflector 26 . The position of the retroreflector 26 can thus be determined. If the arrangement of the retroreflector 26 relative to the receiver 22 is known, the position of the receiver 22 can then be inferred. This allows the current solid angle Oa to be determined.

Es sei angemerkt, dass in der 6 aus Gründen der Übersicht die Erfassungseinheit 18 räumlich von dem optischen Sender 14 getrennt dargestellt ist und dass der Retroreflektor 26 räumlich von dem Empfänger 22 getrennt dargestellt ist. Vorteilhaft ist die Erfassungseinheit 18 in den optischen Sender 14 integriert und der Retroreflektor 26 ist in den Empfänger integriert (nicht dargestellt).It should be noted that in the 6 for the sake of clarity, the detection unit 18 is shown spatially separated from the optical transmitter 14 and that the retroreflector 26 is shown spatially separated from the receiver 22. The detection unit 18 is advantageously integrated into the optical transmitter 14 and the retroreflector 26 is integrated into the receiver (not shown).

7 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Übertragen von Informationen D zwischen hintereinander in einem Konvoi K fahrenden Fahrzeugen 10, 20, 20a. In diesem Beispiel umfasst der Konvoi K drei Fahrzeuge, ein erstes Fahrzeug 10, ein zweites Fahrzeug 20, und ein drittes Fahrzeug 20a. 7 1 schematically shows a fourth exemplary embodiment of a system 1 for transmitting information D between vehicles 10, 20, 20a driving one behind the other in a convoy K. In this example, the convoy K includes three vehicles, a first vehicle 10, a second vehicle 20, and a third vehicle 20a.

Das erste Fahrzeug 10 ist zur bidirektionalen Kommunikation mit dem hinter ihm fahrenden zweiten Fahrzeug 20 eingerichtet. Das heißt, dass das erste Fahrzeug 10 zusätzlich zu dem optischen Sender 14 einen Empfänger 22 zum Empfangen optischer Signale 34 aus einer hinteren Hemisphäre des ersten Fahrzeugs 10 und eine Demodulationseinheit 24 aufweist. Der optische Sender 14 kann wie anhand der 2 - 4 erläutert ausgebildet sein.The first vehicle 10 is set up for bidirectional communication with the second vehicle 20 driving behind it. This means that the first vehicle 10 has, in addition to the optical transmitter 14 , a receiver 22 for receiving optical signals 34 from a rear hemisphere of the first vehicle 10 and a demodulation unit 24 . The optical transmitter 14 can as shown in the 2 - 4 explained be trained.

Die beiden Fahrzeuge 20, 20a sind zur bidirektionalen Kommunikation mit dem jeweils vor ihnen fahrenden Fahrzeug und dem jeweils hinter ihnen fahrenden Fahrzeug eingerichtet. Das heißt, dass das zweite Fahrzeug 20 und das dritte Fahrzeug 20a jeweils zwei optische Sender 14 und zwei Empfänger 22 aufweisen, von denen jeweils einer an gegenüberliegenden Fahrzeugseiten (Front und Heck) angeordnet sind. Ein jeweiliger optischer Sender 14 kann wie anhand der 2 - 4 erläutert ausgebildet sein. Weiterhin umfassen beide Fahrzeuge 20, 20a wenigstens eine Modulationseinheit 12 und eine Demodulationseinheit 24. Aus Gründen der Übersicht sind in der 7 alle diese Einheit separat voneinander dargestellt. In bevorzugten Ausführungsformen sind der optische Sender 14, der Empfänger 22, die Modulationseinheit 12 und die Demodulationseinheit 24 in integrierten Bauelementen angeordnet. Insbesondere kann ein einzelnes Modem (nicht gezeigt) vorgesehen sein, das zum Modulieren und zum Demodulieren aller empfangenen Signale oder zu übertragenden Signale eingerichtet ist.The two vehicles 20, 20a are set up for bidirectional communication with the vehicle driving in front of them and the vehicle driving behind them. This means that the second vehicle 20 and the third vehicle 20a each have two optical transmitters 14 and two receivers 22, one of which is on opposite sides of the vehicle (front and rear) are arranged. A respective optical transmitter 14 can as shown in the 2 - 4 explained be trained. Furthermore, both vehicles 20, 20a comprise at least one modulation unit 12 and one demodulation unit 24. For the sake of clarity, FIG 7 all of these units are shown separately. In preferred embodiments, the optical transmitter 14, the receiver 22, the modulation unit 12 and the demodulation unit 24 are arranged in integrated components. In particular, a single modem (not shown) can be provided, which is set up to modulate and demodulate all signals received or signals to be transmitted.

Das erste Fahrzeug 10 und das zweite Fahrzeug 20 übertragen optische Signale 34 über die optische Übertragungsstrecke 30. Das zweite Fahrzeug 20 und das dritte Fahrzeug 20a übertragen optische Signale 34 über die optische Übertragungsstrecke 30a. Wenn eine Information D von dem ersten Fahrzeug 10 an das dritte Fahrzeug 20a (oder umgekehrt) übertragen werden sollen, wird diese zuerst über die optische Übertragungsstrecke 30 und anschließend über die optische Übertragungsstrecke 30a übertragen (oder umgekehrt). Es ist ersichtlich, dass sich auf diese Weise lange Konvois K mit einer hohen Anzahl an Fahrzeugen 10, 20, 20a bilden lassen, zwischen denen eine geschützte Informationsübertragung ohne ein Enttarnungsrisiko möglich ist.The first vehicle 10 and the second vehicle 20 transmit optical signals 34 over the optical link 30. The second vehicle 20 and the third vehicle 20a transmit optical signals 34 over the optical link 30a. If information D is to be transmitted from first vehicle 10 to third vehicle 20a (or vice versa), this is first transmitted via optical transmission path 30 and then via optical transmission path 30a (or vice versa). It can be seen that long convoys K with a large number of vehicles 10, 20, 20a can be formed in this way, between which a protected transmission of information is possible without any risk of exposure.

Es sei angemerkt, dass das erste Fahrzeug 10 so wie das zweite oder dritte Fahrzeug 20, 20a ausgebildet sein kann.It should be noted that the first vehicle 10 can be designed like the second or third vehicle 20, 20a.

Zudem kann jedes der Fahrzeuge 10, 20, 20a zusätzlich die Merkmale der anhand der 6 oder der 8 erläuterten Fahrzeuge 10, 20 aufweisen.In addition, each of the vehicles 10, 20, 20a can also use the features of the 6 or the 8th have vehicles 10, 20 explained.

8 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 10, das insbesondere als das erste Fahrzeug 10 in einem Konvoi K (siehe 1 oder 5 - 7) verwendet werden kann. Es sei angemerkt, dass das Fahrzeug 10 zusätzlich die Merkmale des zweiten Fahrzeugs 20 der 1 oder 5 - 7 aufweisen kann und damit auch als das zweite Fahrzeug 20 in einem Konvoi K verwendet werden kann. 8th shows schematically an exemplary embodiment of a vehicle 10, which is used in particular as the first vehicle 10 in a convoy K (see 1 or 5 - 7 ) can be used. It should be noted that the vehicle 10 additionally has the features of the second vehicle 20 of FIG 1 or 5 - 7 may have and thus also as the second vehicle 20 in a convoy K can be used.

Das Fahrzeug 10 umfasst eine Modulationseinheit 12 zum Erzeugen eines eine zu übertragende Information D tragenden Modulationssignals 32 und einen optischen Sender 14 zum Abstrahlen eines optischen Signals 34 in Abhängigkeit des Modulationssignals 32. Der optische Sender 14 ist hierbei an einer Rückseite 10b des ersten Fahrzeugs 10 angeordnet. Das Fahrzeug 10 ist zur bidirektionalen Kommunikation mit einem hinter ihm fahrenden zweiten Fahrzeug 20 (siehe 1 oder 5 - 7) eingerichtet. Das heißt, dass das erste Fahrzeug 10 einen Empfänger 22 zum Empfangen optischer Signale 34 aus einer hinteren Hemisphäre des ersten Fahrzeugs 10 und eine Demodulationseinheit 24 aufweist. Der optische Sender 14 kann wie anhand der 2 - 4 erläutert ausgebildet sein.The vehicle 10 comprises a modulation unit 12 for generating a modulation signal 32 carrying information D to be transmitted and an optical transmitter 14 for emitting an optical signal 34 as a function of the modulation signal 32. The optical transmitter 14 is here arranged on a rear side 10b of the first vehicle 10 . The vehicle 10 is for bidirectional communication with a second vehicle 20 driving behind it (see FIG 1 or 5 - 7 ) furnished. This means that the first vehicle 10 has a receiver 22 for receiving optical signals 34 from a rear hemisphere of the first vehicle 10 and a demodulation unit 24 . The optical transmitter 14 can as shown in the 2 - 4 explained be trained.

Zusätzlich weist das Fahrzeug 10 eine Umfeldüberwachungseinheit 19 auf, die dazu eingerichtet ist, das rückseitige Umfeld des Fahrzeugs 10 zu überwachen. Auf Basis der von der Umfeldüberwachungseinheit 19 erfassten Daten kann auch ein aktueller Raumwinkel Oa ermittelt werden, in dem sich der Empfänger 22 des zweiten Fahrzeugs 20 zu einem aktuellen Zeitpunkt aus Sicht des optischen Senders 14 befindet. Dies kann beispielsweise durch eine in der Umfeldüberwachungseinheit 19 integrierte Ermittlungseinheit 16 (siehe 6) erfolgen. Der optische Sender 14 kann das optische Signal 34 dann ausschließlich in den ermittelten Raumwinkel Oa abstrahlen.In addition, the vehicle 10 has an area monitoring unit 19 which is set up to monitor the rear area of the vehicle 10 . On the basis of the data recorded by the area monitoring unit 19, a current spatial angle Oa can also be determined, in which the receiver 22 of the second vehicle 20 is located at a current point in time from the point of view of the optical transmitter 14. This can be done, for example, by a determination unit 16 integrated in the area monitoring unit 19 (see 6 ) respectively. The optical transmitter 14 can then emit the optical signal 34 exclusively in the determined solid angle Oa.

Zusätzlich weist das Fahrzeug 10 eine Überwachungseinheit 50 zum Überwachen der Signalübertragung auf. Hierzu überwacht die Überwachungseinheit 50 insbesondere die Signalintensität eines empfangenen Signals. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass regelmäßig, insbesondere periodisch, ein Testsignal zwischen den Fahrzeugen 10, 20 übertragen wird, was von der Überwachungseinheit 50 überwacht wird. Weiterhin kann die Überwachungseinheit 50 eine Zeitdauer zwischen zwei übertragenen Signalen und/oder ein Zeitfenster für das Übertragen eines Signals überwachen. Die Überwachungseinheit 50 ist in diesem Beispiel mit der Modulationseinheit 12 und der Demodulationseinheit 24 gekoppelt dargestellt, was jedoch nicht zwingend ist. In Ausführungsformen kann die Überwachungseinheit beispielsweise zusätzlich mit dem Empfänger 22 gekoppelt sein oder auch ausschließlich mit dem Empfänger 22 gekoppelt sein (nicht dargestellt). Weitere alternative Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Durch die Überwachungseinheit 50 kann sichergestellt werden, dass die Informationen D mittels des Systems 1 tatsächlich übertagen werden und nicht verloren gehen.In addition, the vehicle 10 has a monitoring unit 50 for monitoring the signal transmission. For this purpose, the monitoring unit 50 monitors in particular the signal intensity of a received signal. In addition, it can be provided that a test signal is transmitted between the vehicles 10 , 20 regularly, in particular periodically, which is monitored by the monitoring unit 50 . Furthermore, the monitoring unit 50 can monitor a time period between two transmitted signals and/or a time window for the transmission of a signal. In this example, the monitoring unit 50 is shown coupled to the modulation unit 12 and the demodulation unit 24, although this is not mandatory. In embodiments, the monitoring unit can, for example, also be coupled to the receiver 22 or can also be coupled exclusively to the receiver 22 (not shown). Further alternative embodiments are also possible. The monitoring unit 50 can ensure that the information D is actually transmitted using the system 1 and is not lost.

Zusätzlich weist das Fahrzeug 10 zwei Reinigungsvorrichtungen 60 auf, von denen eine dem optischen Sender 14 und die andere dem Empfänger 22 zugeordnet ist. Jede Reinigungsvorrichtung 60 ist zum Reinigen der zugeordneten Einheit eingerichtet, insbesondere einer Abstrahlfläche des optischen Sender 14 und einer Empfangsfläche des Empfängers.In addition, the vehicle 10 has two cleaning devices 60 , one of which is assigned to the optical transmitter 14 and the other to the receiver 22 . Each cleaning device 60 is set up to clean the associated unit, in particular a radiating surface of the optical transmitter 14 and a receiving surface of the receiver.

Die jeweilige Reinigungsvorrichtung 60 wird beispielsweise dann aktiviert, wenn eine zurückgestreute Intensität in dem optischen Sender 14 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und/oder wenn die Signalintensität des empfangenen Signals unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt. Beispielsweise kann die Überwachungseinheit 50 dazu eingerichtet sein, die Reinigungsvorrichtungen 60 anzusteuern. Zusätzlich kann von dem zweiten Fahrzeug 20 eine Anforderung zum Reinigen insbesondere der Abstrahlfläche des optischen Senders 14 eine Reinigung auslösen.The respective cleaning device 60 is activated, for example, when a backscattered intensity in the optical transmitter 14 a exceeds a predetermined limit and/or when the signal intensity of the received signal falls below a predetermined limit. For example, the monitoring unit 50 can be set up to control the cleaning devices 60 . In addition, a request from second vehicle 20 to clean, in particular, the emission surface of optical transmitter 14 can trigger cleaning.

Alternativ kann die Reinigung auch regelmäßig und/oder in Abhängigkeit von erfassten Umweltdaten, wie beispielsweise Staub in der Luft oder dergleichen, durchgeführt werden.Alternatively, the cleaning can also be carried out regularly and/or depending on recorded environmental data, such as dust in the air or the like.

Das Fahrzeug 10 kann zusätzlich die Merkmale der anhand der 6 erläuterten Fahrzeuge 10, 20 aufweisen.The vehicle 10 can also use the features of the 6 have vehicles 10, 20 explained.

9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Übertragen von Informationen D (siehe 1 oder 5 - 8) zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi K (siehe 1 oder 5 - 7) fahrenden Fahrzeugen 10, 20, 20a (siehe 1 oder 5 - 8). Der Konvoi K umfasst wenigstens ein erstes Fahrzeug 10 und ein dem ersten Fahrzeug 10 folgendes zweites Fahrzeug 20, 20a. Die Übertagung erfolgt mittels einer optischen Übertragungsstrecke 30, 30a (siehe 1 oder 5 - 7). In einem ersten Schritt S1 wird ein eine zu übertragende Information D tragendes Modulationssignal 32 (siehe 1 oder 5 - 8) erzeugt. In einem zweiten Schritt S2 wird ein optisches Signal 34 (siehe 1 oder 4 - 8) von dem ersten Fahrzeug 10 in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug 10 rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals 32 abgestrahlt. In einem dritten Schritt S3 wird das optische Signal 34 von dem zweiten Fahrzeug 20, 20a empfangen. In einem vierten Schritt S4 wird ein moduliertes Empfangssignal 36 (siehe 1 oder 5 - 8) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals 34 ausgegeben. In einem fünften Schritt S5 wird das ausgegebene Empfangssignal 36 zum Extrahieren der übertragenen Information D demoduliert. 9 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for transmitting information D (see 1 or 5 - 8th ) between two in a row in a convoy K (see 1 or 5 - 7 ) moving vehicles 10, 20, 20a (see 1 or 5 - 8th ). The convoy K comprises at least a first vehicle 10 and a second vehicle 20, 20a following the first vehicle 10. The transmission takes place by means of an optical transmission link 30, 30a (see 1 or 5 - 7 ). In a first step S1, a modulation signal 32 carrying information D to be transmitted (see 1 or 5 - 8th ) generated. In a second step S2, an optical signal 34 (see 1 or 4 - 8th ) radiated from the first vehicle 10 into a rear hemisphere relative to the first vehicle 10 in response to the modulation signal 32 . In a third step S3, the optical signal 34 is received by the second vehicle 20, 20a. In a fourth step S4, a modulated received signal 36 (see 1 or 5 - 8th ) depending on the optical signal 34 received. In a fifth step S5, the received signal 36 that is output is demodulated to extract the transmitted information D.

Das Verfahren ist insbesondere mit einem System 1 (siehe 1 oder 5 - 7) unter Verwendung des ersten Fahrzeugs 10 und des zweiten Fahrzeugs 20 und/oder unter Verwendung einer Mehrzahl an zweiten Fahrzeugen 20, 20a durchführbar.The method is particularly useful with a system 1 (see 1 or 5 - 7 ) using the first vehicle 10 and the second vehicle 20 and/or using a plurality of second vehicles 20, 20a.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.

BezugszeichenlisteReference List

11
Systemsystem
1010
Fahrzeugvehicle
10b10b
Fahrzeugrückseitevehicle rear
10f10f
Fahrzeugvorderseitevehicle front
1212
Modulationseinheitmodulation unit
1414
optischer Senderoptical transmitter
1515
Optikeinheitoptical unit
1616
Ermittlungseinheitinvestigation unit
1818
Erfassungseinheitregistration unit
1919
Umfeldüberwachungseinheitenvironment monitoring unit
2020
Fahrzeugvehicle
20a20a
Fahrzeugvehicle
20b20b
Fahrzeugrückseitevehicle rear
20f20f
Fahrzeugvorderseitevehicle front
2222
Empfängerrecipient
2424
Demodulationseinheitdemodulation unit
2626
Reflexionsmittelreflection means
3030
optische Übertagungsstreckeoptical transmission line
30a30a
optische Übertagungsstreckeoptical transmission line
3232
Modulationssignalmodulation signal
3434
optisches Signaloptical signal
34R34R
Reflexsignalreflex signal
3636
empfangenes Signalreceived signal
4040
Anordnungarrangement
4141
Strahlungsquelleradiation source
4242
Strahlungsquelleradiation source
4343
Strahlungsquelleradiation source
4444
Strahlungsquelleradiation source
4545
Strahlungsquelleradiation source
4646
Strahlungsquelleradiation source
5050
Überwachungseinheitmonitoring unit
6060
Reinigungsvorrichtung cleaning device
DD
Informationinformation
KK
Konvoiconvoy
O41O41
Raumwinkelsolid angle
O42O42
Raumwinkelsolid angle
O43O43
Raumwinkelsolid angle
O44O44
Raumwinkelsolid angle
045045
Raumwinkelsolid angle
O46O46
Raumwinkelsolid angle
OaOa
Raumwinkelsolid angle
S1S1
Verfahrensschrittprocess step
S2S2
Verfahrensschrittprocess step
S3S3
Verfahrensschrittprocess step
S4S4
Verfahrensschrittprocess step
S5S5
Verfahrensschrittprocess step
vv
Geschwindigkeitspeed

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102006019495 A1 [0005]DE 102006019495 A1 [0005]

Claims (17)

System (1) zum Übertragen von Informationen (D) zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi (K) fahrenden Fahrzeugen (10, 20, 20a) umfassend ein erstes Fahrzeug (10) und ein dem ersten Fahrzeug (10) folgenden zweites Fahrzeug (20, 20a) mittels einer optischen Übertragungsstrecke (30, 30a), wobei das erste Fahrzeug (10) umfasst: eine Modulationseinheit (12) zum Erzeugen eines eine zu übertragende Information (D) tragenden Modulationssignals (32), und einen optischen Sender (14) zum Abstrahlen eines optischen Signals (34) in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug (10) rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals (32), und wobei das zweite Fahrzeug (20, 20a) umfasst: einen Empfänger (22) zum Empfangen des optischen Signals (34) und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals (36) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals (34), und eine Demodulationseinheit (24) zum Demodulieren des Empfangssignals (36) zum Extrahieren der übertragenen Information (D).System (1) for transmitting information (D) between two vehicles (10, 20, 20a) driving one behind the other in a convoy (K), comprising a first vehicle (10) and a second vehicle (20) following the first vehicle (10), 20a) by means of an optical transmission path (30, 30a), the first vehicle (10) comprising: a modulation unit (12) for generating a modulation signal (32) carrying information (D) to be transmitted, and an optical transmitter (14) for emitting an optical signal (34) into a rear hemisphere in relation to the first vehicle (10) as a function of the modulation signal (32), and wherein the second vehicle (20, 20a) comprises: a receiver (22) for receiving the optical signal (34) and for outputting a modulated received signal (36) depending on the received optical signal (34), and a demodulation unit (24) for demodulating the received signal (36) to extract the transmitted information (D). System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) an einer Rückseite (10b) des ersten Fahrzeugs (10) und der Empfänger (22) an einer Vorderseite (20f) des zweiten Fahrzeugs (20, 20a) angeordnet ist.system after claim 1 , characterized in that the optical transmitter (14) on a rear (10b) of the first vehicle (10) and the receiver (22) on a front (20f) of the second vehicle (20, 20a) is arranged. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) zum Abstrahlen des optischen Signals (34) in einem Wellenlängenbereich zwischen 250 nm - 2500 nm eingerichtet ist.system after claim 1 or 2 , characterized in that the optical transmitter (14) for emitting the optical signal (34) in a wavelength range between 250 nm - 2500 nm is set up. System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) wenigstens eine Leuchtdiode (41 - 46) umfasst.system according to one of the Claims 1 - 3 , characterized in that the optical transmitter (14) comprises at least one light-emitting diode (41 - 46). System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) eine Anordnung (40) mehrerer Leuchtdioden (41 - 46) umfasst, wobei verschiedene Leuchtdioden (41 - 46) der Anordnung (40) dazu eingerichtet sind, das optische Signal (34) in unterschiedliche Raumwinkel (O41 - O46) abzustrahlen.system after claim 4 , characterized in that the optical transmitter (14) comprises an arrangement (40) of a plurality of light-emitting diodes (41-46), different light-emitting diodes (41-46) of the arrangement (40) being set up to convert the optical signal (34) into different radiate solid angle (O41 - O46). System nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass dem optischen Sender (14) eine Optikeinheit (15) zugeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, das optische Signal (34) selektiv in einen vorgebbaren Raumwinkel (Oa) abzustrahlen.system according to one of the Claims 1 - 5 , characterized in that the optical transmitter (14) is assigned an optical unit (15) which is set up to emit the optical signal (34) selectively in a definable solid angle (Oa). System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeug (10) eine Ermittlungseinheit (16) aufweist, die zum Ermitteln eines aktuellen Raumwinkels (Oa), in dem sich der Empfänger (22) auf dem zweiten Fahrzeug (20, 20a) zu einem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von dem optischen Sender (14) befindet, eingerichtet ist, wobei der optische Sender (14) zum Abstrahlen des optischen Signals (34) ausschließlich in den ermittelten aktuellen Raumwinkel (Oa) eingerichtet ist.system after claim 5 or 6 , characterized in that the first vehicle (10) has a determination unit (16) for determining a current solid angle (Oa) in which the receiver (22) on the second vehicle (20, 20a) is based at a current point in time is located from the optical transmitter (14), wherein the optical transmitter (14) is set up to emit the optical signal (34) exclusively in the determined current solid angle (Oa). System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeug (10) eine Erfassungseinheit (18) zum Erfassen eines von dem zweiten Fahrzeug (20, 20a) reflektierten optischen Reflexsignals (34R) aufweist, wobei die Ermittlungseinheit (16) zum Ermitteln des aktuellen Raumwinkels (Oa) in Abhängigkeit des erfassten Reflexsignals (34R) eingerichtet ist.system after claim 7 , characterized in that the first vehicle (10) has a detection unit (18) for detecting an optical reflection signal (34R) reflected by the second vehicle (20, 20a), the determination unit (16) for determining the current solid angle (Oa) is set up as a function of the detected reflex signal (34R). System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fahrzeug (20, 20a) wenigstens ein spezifisches Reflexionsmittel (26) aufweist, das in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung zu dem Empfänger (22) steht.system after claim 8 , characterized in that the second vehicle (20, 20a) has at least one specific reflection means (26) which is in a predetermined spatial arrangement to the receiver (22). System nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) dazu eingerichtet ist, das optische Signal (34) amplitudenmoduliert und/oder frequenzmoduliert abzustrahlen.system according to one of the Claims 1 - 9 , characterized in that the optical transmitter (14) is set up to emit the optical signal (34) amplitude-modulated and / or frequency-modulated. System nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeug (10) eine Umfeldüberwachungseinheit (19) umfasst, die zum Erfassen eines rückseitigen Umfelds des ersten Fahrzeugs (10) eingerichtet ist.system according to one of the Claims 1 - 10 , characterized in that the first vehicle (10) comprises an area monitoring unit (19) which is set up to detect a rear area of the first vehicle (10). System nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fahrzeug (20, 20a) zusätzlich eine Modulationseinheit (12) zum Erzeugen eines die zu übertragende Information (D) tragenden Modulationssignals (32) und einen optischen Sender (14) zum Abstrahlen eines optischen Signals (34) in eine in Bezug auf das zweite Fahrzeug (20, 20a) vorderseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals (32) aufweist und das erste Fahrzeug (10) zusätzlich einen Empfänger (22) zum Empfangen des optischen Signals (34) und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals (36) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals (34) und eine Demodulationseinheit (24) zum Demodulieren des Empfangssignals (36) zum Extrahieren der übertragenen Information (D) aufweist, und/oder dass das zweite Fahrzeug (20, 20a) zusätzlich einen optischen Sender (14) zum Abstrahlen eines weiteren optischen Signals (34) in eine in Bezug auf das zweite Fahrzeug (20, 20a) rückseitige Hemisphäre aufweist, und/oder dass das zweite Fahrzeug (20, 20a) zusätzlich einen Empfänger (22) zum Empfangen eines aus einer in Bezug auf das zweite Fahrzeug (20, 20a) rückseitigen Hemisphäre einfallenden optischen Signals (34) und zum Ausgeben eines modulierten Empfangssignals (36) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals (34) aufweist.system according to one of the Claims 1 - 11 , characterized in that the second vehicle (20, 20a) additionally has a modulation unit (12) for generating a modulation signal (32) carrying the information (D) to be transmitted and an optical transmitter (14) for emitting an optical signal (34) in one in relation to the second vehicle (20, 20a) front hemisphere depending on the modulation signal (32) and the first vehicle (10) additionally has a receiver (22) for receiving the optical signal (34) and for outputting a modulated received signal ( 36) depending on the received optical signal (34) and a demodulation unit (24) for demodulating the received signal (36) to extract the transmitted information (D), and/or that the second vehicle (20, 20a) additionally has an optical transmitter (14) for emitting a further optical signal (34) into a rear hemisphere in relation to the second vehicle (20, 20a), and/or that the second vehicle (2nd 0, 20a) additionally a receiver (22) to the receiver generating an optical signal (34) incident from a rear hemisphere in relation to the second vehicle (20, 20a) and for outputting a modulated received signal (36) dependent on the received optical signal (34). System nach einem der Ansprüche 1-12, gekennzeichnet durch eine Signal-Überwachungseinheit (50) zum Überwachen der Signalübertragung zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und dem zweiten Fahrzeug (20, 20a), wobei die Überwachungseinheit (50) dazu eingerichtet ist, eine Signalintensität eines empfangenen Signals zu überwachen, und/oder regelmäßig, insbesondere periodisch, ein Testsignal zwischen den Fahrzeugen zu übertragen, und/oder eine Zeitdauer zwischen zwei übertragenen Signalen zu überwachen und/oder ein Zeitfenster für das Übertragen eines Signals zu überwachen.system according to one of the Claims 1 - 12 , characterized by a signal monitoring unit (50) for monitoring the signal transmission between the first vehicle (10) and the second vehicle (20, 20a), wherein the monitoring unit (50) is set up to monitor a signal intensity of a received signal, and /or to transmit a test signal between the vehicles regularly, in particular periodically, and/or to monitor a time period between two transmitted signals and/or to monitor a time window for the transmission of a signal. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem optischen Sender (14) und/oder dem Empfänger (22) eine Reinigungsvorrichtung (60) zugeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, eine Abstrahlfläche des optischen Senders (14) und/oder eine Empfangsfläche des Empfängers (22) zu reinigen, wenn eine zurückgestreute Intensität in dem optischen Sender (14) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und/oder die Signalintensität des empfangenen Signals unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt.system after Claim 13 , characterized in that the optical transmitter (14) and/or the receiver (22) is assigned a cleaning device (60) which is set up to clean a radiating surface of the optical transmitter (14) and/or a receiving surface of the receiver (22) to clean when a backscattered intensity in the optical transmitter (14) exceeds a predetermined limit and / or the signal intensity of the received signal falls below a predetermined limit. System nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sender (14) und/oder der Empfänger (22) in einer nach vorne und/oder nach hinten gerichteten Beleuchtungseinrichtung des ersten Fahrzeugs (10) und/oder des zweiten Fahrzeugs (20, 20a) angeordnet ist.system according to one of the Claims 1 - 14 , characterized in that the optical transmitter (14) and/or the receiver (22) is arranged in a front and/or rear lighting device of the first vehicle (10) and/or the second vehicle (20, 20a). Fahrzeug (10, 20, 20a), insbesondere militärisches Fahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, als das erste Fahrzeug (10) und/oder als das zweite Fahrzeug (20, 20a) in einem System (1) gemäß einem der Ansprüche 1-15 verwendet zu werden.Vehicle (10, 20, 20a), in particular a military vehicle, which is set up as the first vehicle (10) and / or as the second vehicle (20, 20a) in a system (1) according to one of Claims 1 - 15 to be used. Verfahren zum Übertragen von Informationen (D) zwischen zwei hintereinander in einem Konvoi (K) fahrenden Fahrzeugen (10, 20, 20a) umfassend ein erstes Fahrzeug (10) und ein dem ersten Fahrzeug (10) folgendes zweites Fahrzeug (20, 20a) mittels einer optischen Übertragungsstrecke (30, 30a), mit den Schritten: Erzeugen (S1) eines eine zu übertragende Information (D) tragenden Modulationssignals (32), Abstrahlen (S2) eines optischen Signals (34) von dem ersten Fahrzeug (10) in eine in Bezug auf das erste Fahrzeug (10) rückseitige Hemisphäre in Abhängigkeit des Modulationssignals (32), Empfangen (S3) des optischen Signals (34) von dem zweiten Fahrzeug (20, 20a), Ausgeben (S4) eines modulierten Empfangssignals (36) in Abhängigkeit des empfangenen optischen Signals (34), und Demodulieren (S5) des ausgegebenen Empfangssignals (36) zum Extrahieren der übertragenen Information (D).Method for transmitting information (D) between two vehicles (10, 20, 20a) driving one behind the other in a convoy (K), comprising a first vehicle (10) and a second vehicle (20, 20a) following the first vehicle (10) by means an optical transmission path (30, 30a), with the steps: Generating (S1) a modulation signal (32) carrying information (D) to be transmitted, Emitting (S2) an optical signal (34) from the first vehicle (10) into a rear hemisphere in relation to the first vehicle (10) as a function of the modulation signal (32), receiving (S3) the optical signal (34) from the second vehicle (20, 20a), Outputting (S4) a modulated received signal (36) as a function of the received optical signal (34), and Demodulating (S5) the output received signal (36) to extract the transmitted information (D).
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