Wireless Communication and Positioning for Traffic Safety
- Reference number
- SM07-0025
- Start and end dates
- 080501-091231
- Amount granted
- 1 100 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Active safety systems are believed to have the largest potential for reducing the number casualties and severity of injuries in traffic accidents. Wireless communications and positioning are two enabling technologies for such systems. GPS systems require a clear view of the sky to operate properly, and will therefore not work well in dense urban areas or in tunnels. Moreover, GPS position estimates are not always fast or accurate enough for safety applications. We will therefore formulate practical satellite-independent methods for positioning vehicles that are sufficiently fast and accurate to support safety applications. Several important safety applications require maximal delays in the range of 1-100 ms. For instance, broadcasting the position, speed, direction of a vehicle to surrounding road users will enable automatic braking and steering systems to prevent accidents. Clearly, the data transmission must take place with short delays and high reliability. Moreover, the network must also be self-configuring on a short time basis, since vehicles may move quickly in and out of radio coverage. Existing solutions are not designed to provide this combination of requirements. We have identified the medium access (MAC) and physical (PHY) layers as the critical components. Consequently, we will design MAC and PHY layers to support highly reliable real-time communications with deadlines in the 1-100 ms range.
Popular science description
I EU dödas 40 000 människor och 1,7 miljoner skadas årligen i trafikolyckor. Till det mänskliga lidandet uppskattas den årliga ekonomiska kostnaden till ca 1,5 miljarder Euro. De globala siffrorna är ännu mer skrämmande. På 15 års sikt beräknas trafikolyckor vara den tredje eller fjärde vanligaste dödsorsaken. Så kallade aktiva säkerhetssystem anses besitta den största potentialen för att minska antalet dödade och skadade i trafikolyckor. Exempel på aktiva säkerhetssystem i dagens bilar är antisladd- och stabiliseringssystem samt trötthetsvarnare. Framtida tänkbara system är automatiska styr- och nödbromssystem. Trådlös kommunikation och positionering är två (av flera) nyckeltekniker för många aktiva säkerhetssystem. Vanlig GPS-positionering kräver en god sikt av himlen för att fungera tillfredsställande. Det betyder att GPS har problem i vissa miljöer som tät bebyggelse och i tunnlar. Vidare är positionsuppskattningen som GPS ger oss inte alltid särskilt exakt eller aktuell. Vi kommer därför att studera positioneringstekniker som inte är baserade på satelliter och är tillräckligt snabba och noggranna för aktiva säkerhetssystem. Flera viktiga säkerhetstillämpningar kräver datakommunikation med maximala fördröjningar på 1-100 tusendelar av en sekund. Till exempel, om ett fordon kan meddela sin position, hastighet och acceleration till omgivande fordon, kan det möjliggöra för automatiska broms- och styrsystem att undvika olyckor. Givetvis ställer detta höga krav på fördröjning och tillförlitlighet på datatransmissionen. Vidare måste kommunikationen kunna konfigureras på kort tid, eftersom fordon snabbt förflyttar sig in och ur radiotäckning. Existerande system som mobiltelefoni eller trådlösa datanätverk klarar inte av denna kombination av krav. Vi kommer därför att föreslå och studera system för mycket tillförlitlig radiokommunikation med kort fördröjningar.