Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten eines Fahrzeugs an eine Datenerfassungsstation. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Eine automatische Identifizierung von Verkehrsteilnehmern kann vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise zur Identifizierung eines Verkehrsteilnehmers, der gegen Verkehrsregeln verstößt, zur Identifizierung von Gefahrguttransportern auf kritischen Straßenabschnitten, wie beispielsweise Tunneleinfahrten, zur Identifikation und als Bezahlsystem an gebührenpflichtigen Autobahnen oder als automatische Zugangskontrolle für ein Firmengelände.

Bisher erfolgt eine automatische Identifizierung von Fahrzeugen beispielsweise mittels ANPR („automatic number plate recognition”). Hierbei wird das Kennzeichen eines Fahrzeugs mit einer Videokamera graphisch erfasst und anschließend zur Weiterverarbeitung, beispielsweise zum Abgleich mit Fahndungslisten, digitalisiert.

In jüngster Zeit werden auch sogenannte RFID-Plaketten (Plakette zur „Radio Frequency Identification"), auf denen die Identifikationsdaten hinterlegt sind, zur Identifizierung von Fahrzeugen eingesetzt. RFID ist eine Technologie, die es ermöglicht, digital gespeicherte Informationen unter Nutzung von Radiowellen kontaktlos auszulesen. Es existieren zwei Bauformen von RFID-Plaketten: Sogenannte „aktive" RFID-Plaketten sind batteriebetrieben, wohingegen sogenannte „passive" RFID-Plaketten die Energie zur Versorgung ihres Mikrochips aus den empfangenen Funkwellen beziehen.

Bei der Übertragung von Fahrzeug-Daten muss der fahrzeugseitige Datensender mindestens eine Reichweite von etwa 10 bis 20 m sowie eine ausreichend hohe Übertragungsrate haben, um eine sichere Datenübertragung, insbesondere von einem fahrenden Fahrzeug aus, zu gewährleisten. Daher werden zur automatischen Identifizierung von Fahrzeugen mittels RFID bisher allenfalls aktive RFID-Plaketten eingesetzt, die im Vergleich zu passiven RFID-Plaketten eine wesentlich höhere Reichweite haben.

Solche aktive RFID-Plaketten sind aber vergleichsweise teuer. Zudem ist eine Fahrzeugidentifikation mittels aktiver RFID-Plaketten vergleichsweise wartungsintensiv, da die RFID-Plakette ohne eigene Batterie nicht funktioniert, und somit die Batterie – oder bei integrierten Lösungen die gesamte Plakette – in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden muss.

Um Energie zu sparen, befindet sich eine aktive RFID-Plakette normalerweise im Ruhezustand und wird nur nach einem speziellen Aktivierungssignal aktiviert. Daher kann bei Einsatz einer aktiven RFID-Plakette ferner das Problem bestehen, dass sie durch einen sogenannten „Denial-of-Service-Angriff" außer Funktion gesetzt werden kann. Hierbei wird die RFID-Plakette in Manipulationsabsicht durch permanentes Anfragen zum Senden von Daten gezwungen, und so die Batterie der RFID-Plakette entleert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten eines Fahrzeugs anzugeben, das flexibel und einfach handhabbar ist und eine sichere Datenübertragung erlaubt. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung anzugeben.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, die auf einer RFID-Plakette hinterlegten Daten eines Fahrzeugs zunächst über eine Radiofrequenz(RF)-Übertragungsstrecke an ein im Fahrzeug befindliches RFID-Lesegerät zu übertragen. Von dort aus werden die Daten an einen fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver weitergeleitet. Durch den Freistrahl-Transceiver werden die Daten in ein optisches Signal umgewandelt und über eine optische Freistrahl-Übertragungsstrecke an einen externen optischen Freistrahl-Transceiver einer, insbesondere ortsfesten, Datenerfassungsstation ausgestrahlt. Bei den zu übertragenden Daten handelt es sich insbesondere um Identifikationsdaten zur Identifizierung des Fahrzeugs, eines Gefahrenguts, oder ähnlichem.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die RFID-Daten-übertragung nur in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, nämlich von der RFID-Plakette zu einem im Fahrzeug befindlichen RFID-Lesegerät. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine kostengünstige RFID-Plakette mit geringer Reichweite zur Speicherung der Daten eingesetzt werden.

Die Übertragung der Daten vom Fahrzeug zur Datenerfassungseinheit erfolgt dann mittels optischer Freistrahl-Datenübertragung. Eine solche Freistrahl-Datenübertragung ist wesentlich effizienter als eine herkömmliche RF-Übertragung. Dieser Effizienzgewinn kann vorteilhaft in die verschiedenen übertragungsparameter wie Sendeleistung, Distanzen und Datenrate investiert werden. Insbesondere die Datenrate kann mit optischen Technologien erheblich gesteigert werden, bis zu einigen Gigabit pro Sekunde. Damit eignet sich die optische Freistrahlkommunikation besonders zur Übertragung von Daten eines mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise 100 km/h, fahrenden Fahrzeugs.

Vorteilhafterweise wird zur Speicherung der Daten eine passive RFID-Plakette eingesetzt, die durch das RFID-Lesegerät mit Energie versorgt wird. Eine solche passive RFID-Plakette ist wartungsfrei und langlebig. Auch durch einen sogenannten „Denial-of-Service-Angriff" kann die RFID-Plakette nicht außer Funktion gesetzt werden, da sie nicht mit einer eigenen Batterie versehen ist.

Zweckmäßigerweise werden die auf der RFID-Plakette hinterlegten Daten bei einer Frequenz von 13,56 MHz an das RFID-Lesegerät übertragen. Dies ermöglicht den Einsatz von gängigen, insbesondere standardisierten, RFID-Plaketten zur Speicherung der Daten.

Bevorzugt wird die RFID-Plakette an einem Nummernschild, an einer Gefahrgutplakette oder einer sonstigen ähnlichen Identifizierungsplakette des Fahrzeugs angebracht. Wird die RFID-Plakette beispielsweise am Nummernschild angebracht, kann die Hinterlegung der Daten zweckmäßigerweise bei der Zulassung des Fahrzeugs durch die Zulassungsbehörde erfolgen. Das RFID-Lesegerät ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Nummernschilds bzw. der Plakette, insbesondere dahinter angebracht, sodass die Daten durch die kurze Übertragungsstrecke besonders fehlersicher von der RFID-Plakette an das RFID-Lesegerät übertragen werden.

In einer vorteilhaften Variante werden zur Datenübertragung auf der Freistrahl-Übertragungsstrecke Kommunikationslaser eingesetzt, die Lichtwellen im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich erzeugen. In einer besonders vorteilhaften Alternativausführung des Verfahrens greift der Freistrahl-Transceiver zur Datenübertragung auf mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs zu. Die Freistrahlübertragung erfolgt also über die gewöhnliche Fahrzeugbeleuchtung, z. B. über Scheinwerfer-LEDs. Dem von dem Scheinwerfer erzeugten sichtbaren Licht werden hierbei die Daten sozusagen aufmoduliert, beispielsweise in Form einer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Fluktuation der Lichtintensität. Dies hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher optischer Sender am Fahrzeug angebracht werden muss. Wiederum alternativ können für die Datenübertragung und Beleuchtungszwecke verschiedene Leuchtkörper vorgesehen sein, die aber in einem Scheinwerfer integriert sind. Ein solcher Scheinwerfer umfasst beispielsweise zusätzlich zu einer Anzahl von gewöhnlichen Beleuchtungs-LEDs einen Kommunikationslaser zur Datenübertragung.

Vorteilhafterweise wird die Authentizität der RFID-Plakette nach einem Challenge-Response-Protokoll überprüft. Bei einem solchen Challenge-Response-Verfahren wird durch eine mit dem externen optischen Freistrahl-Transceiver datenübertragungstechnisch verbundene Applikation der Datenerfassungsstation eine zufällige Aufforderung („Challenge") an die RFID-Plakette gesendet. Von der RFID-Plakette wird über einen Kryptoalgorithmus und einen in der RFID-Plakette gespeicherten, individuellen, geheimen Schlüssel eine Antwort („Response") erzeugt und an die Applikation der Datenerfassungsstation zurück geschickt. Von der Applikation wird abschließend die Antwort auf deren Korrektheit geprüft. Ist die Antwort korrekt, dann wird die RFID-Plakette als authentisch identifiziert. So können selbst bei einer unverschlüsselten Übertragung keine geheimen Informationen aus der RFID-Plakette extrahiert werden. Dadurch wird insbesondere auch unterbunden, diese Informationen zu nutzen, um RFID-Plaketten zu klonen oder zu fälschen.

Um den Datenschutz alternativ oder zusätzlich noch weiter zu erhöhen, werden in einer weiteren Variante des Verfahrens die Daten zwischen der RFID-Plakette und der Applikation der Datenerfassungsstation verschlüsselt übertragen. Ausschließlich eine berechtigte Datenerfassungsstation ist dabei in der Lage, die empfangenen Daten zu entschlüsseln, sodass eine besonders gute Datensicherheit gewährleistet wird.

In einer weiteren Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass das in Kombination mit einer passiven RFID-Plakette eingesetzte RFID-Lesegerät während des Stillstands des Fahrzeugs deaktiviert wird. Anders als im Fahrbetrieb, in dem die RFID-Plakette über das interne RFID-Lesegerät mit Energie versorgt wird, ist im Stillstand somit auch die RFID-Plakette deaktiviert. Die passive RFID-Plakette kann aber dennoch optional über ein mobiles RFID-Lesegerät direkt ausgelesen werden.

Bezüglich der Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 10. Danach umfasst die Vorrichtung ein im Fahrzeug befindliches RFID-Lesegerät zum Einlesen der auf einer RFID-Plakette gespeicherten Daten, sowie einen, mit dem RFID-Lesegerät datenübertragungstechnisch verbundenen, fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver zur Ausstrahlung der Daten an eine, mit einem externen optischen Freistrahl-Transceiver versehene, Datenerfassungsstation.

Die Vorrichtung ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, die Daten des Fahrzeugs gemäß dem oben beschriebenen Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an die Datenerfassungsstation zu übertragen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Übertragung von Daten D eines – nur teilweise in grob schematischer Ansicht von oben dargestellten – Fahrzeugs 2 an eine Datenerfassungsstation 3.

Die Vorrichtung 1 umfasst im Wesentlichen ein im Fahrzeug 2 befindliches RFID-Lesegerät 4 und einen fahrzeuginternen optischen Freistrahl-Transceiver 5, der zur Ausgabe eines auszustrahlenden optischen Signals mit einem Scheinwerfer 6 des Fahrzeugs 2 gekoppelt ist.

Die z. B. am Straßenrand fest installierte Datenerfassungsstation 3 umfasst einen externen optischen Freistrahl-Transceiver 7.

Die Daten D sind auf einer RFID-Plakette 8 hinterlegt, die an einem Nummernschild 9 des Fahrzeugs befestigt ist. Von der RFID-Plakette 8 werden die Daten D über eine Funkübertragungsstrecke RF an das unmittelbar hinter dem Nummernschild 9 angebrachte RFID-Lesegerät 4 übertragen. Von dem RFID-Lesegerät 4 werden die Daten D über einen ersten Datenkanal DK1 an den fahrzeuginternen Freistrahl-Transceiver 5 übertragen. Durch den fahrzeuginternen Freistrahl-Transceiver 5 werden die Daten D in ein optisches Signal umgewandelt und mithilfe des Scheinwerfers 6 über eine Freistrahlübertragungsstrecke FK an den externen optischen Freistrahl-Transceiver 7 der Datenerfassungsstation 3 übertragen.

Durch diesen Freistrahl-Transceiver 7 werden die Daten D aus dem optischen Signal extrahiert und über einen zweiten Datenkanal DK2 an eine Auswerteeinheit 10 übertragen, die mittels einer (Software-)Applikation die Daten D verarbeitet.