Dipl.-Inf.

Roscher, Karsten

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  • Patent
    Method of coordinating one or more maneuvers among vehicles
    ( 2021)
    Roscher, Karsten
    ;
    Jiru, Josef
    ;
    Häfner, Bernhard
    A method of coordinating one or more maneuvers among automated vehicles is presented. The method comprises: planning (21) a coordinated maneuver sequence that involves an initiating vehicle (HV) and a remote vehicle (RV, RV1, RV2, RV3, RV4); and transmitting (22) a request message (CQM) to the remote vehicle (RV, RV1, RV2, RV3, RV4), the request message (CQM) including information specifying the coordinated maneuver sequence.
  • Publication
    CVIP: A Protocol for Complex Interactions Among Connected Vehicles
    ( 2020)
    Häfner, Bernhard
    ;
    Jiru, Josef
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    Roscher, Karsten
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    Ott, Jörg
    ;
    Schmitt, Georg A.
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    Sevilmis, Yagmur
    Automated vehicles need to interact: to create mutual awareness and to coordinate maneuvers. How this interaction shall be achieved is still an open issue. Several new protocols are discussed for cooperative services such as changing lanes or overtaking, e.g., within the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) and Society of Automotive Engineers (SAE). These communication protocols are, however, usually specific to individual maneuvers or based on implicit assumptions on other vehicles' intentions. To enable reuse and support extensibility towards future maneuvers, we propose CVIP, a protocol framework for complex vehicular interactions. CVIP supports explicitly negotiating maneuvers between the involved vehicles and allows monitoring maneuver progress via status updates. We present our design in detail and demonstrate via simulations that it enables complex inter-vehicle interactions in a flexible, efficient and robust manner. We also discuss open questions to be answered before complex interactions among automated vehicles can become a reality.
  • Patent
    Verfahren zur Verteilung und Verarbeitung der Service Area eines Kommunikationssystems zur verbesserten Schätzung der Zuverlässigkeit und Latenz einer Datenübertragung
    ( 2019)
    Roscher, Karsten
    ;
    Jiru, Josef
    Eine erste Nutzereinheit (100) wird bereitgestellt. Die erste Nutzereinheit (100) umfasst eine Speichereinheit (110), die eingerichtet ist, zumindest eine erste Zuverlässigkeits-Information über eine erste Zuverlässigkeit einer ersten Kommunikationsverbindung für eine Service Area zu speichern, in der sich die erste Nutzereinheit (100) befindet, oder zumindest eine erste Latenz-Information über eine erste Latenz der ersten Kommunikationsverbindung für die Service Area zu speichern, in der sich die erste Nutzereinheit (100) befindet. Des Weiteren umfasst die erste Nutzereinheit (100) ein Empfangsmodul (120), das eingerichtet ist, eine Nachricht von einer zweiten Nutzereinheit zu empfangen, wobei die Nachricht zumindest eine zweite Zuverlässigkeits-Information über eine zweite Zuverlässigkeit einer zweiten Kommunikationsverbindung für eine Service Area umfasst, in der sich die zweite Nutzereinheit befindet, oder wobei die Nachricht zumindest eine zweite Latenz-Information über eine zweite Latenz der zweiten Kommunikationsverbindung für die Service Area umfasst, in der sich die zweite Nutzereinheit befindet. Ferner umfasst die erste Nutzereinheit (100) eine Prozessoreinheit (130), die ausgebildet ist, eine Gesamtzuverlässigkeit einer Gesamt-Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Nutzereinheit (100) und der zweiten Nutzereinheit in Abhängigkeit von der ersten Zuverlässigkeits-Information und in Abhängigkeit von der zweiten Zuverlässigkeits-Information zu bestimmen, oder eine Gesamtlatenz der Gesamt-Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Nutzereinheit (100) und der zweiten Nutzereinheit in Abhängigkeit von der ersten Latenz-Information und in Abhängigkeit von der zweiten Latenz-Information zu bestimmen. Dabei ist die Service Area, in der sich die zweite Nutzereinheit befindet, identisch mit der Service Area ist, in der sich die erste Nutzereinheit (100) befindet, oder aber, die Service Area, in der sich die zweite Nutzereinheit befindet, ist unterschiedlich zu der Service Area, in der sich die erste Nutzereinheit (100) befindet.
  • Publication
    Time-controlled neighborhood-driven policy-based network selection algorithm for message dissemination in hybrid vehicular networks
    ( 2018)
    Oleinichenko, Oleg
    ;
    Sevilmis, Yagmur
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    Roscher, Karsten
    ;
    Jiru, Josef
    In vehicular ad hoc networks (VANETs), successful delivery of GeoUnicast and GeoBroadcast packets depends on scenario-specific aspects like vehicle density, distribution of vehicles on the road and type of the environment (e.g., urban, rural). These aspects can significantly influence the reliability of the connection between communication parties making traditional ITS-G5 based ad hoc networks unreliable. The absence of communication partners in range, long transmission distances, non-line-of-sight (NLOS) conditions are just a few examples that could hinder ITS-G5 transmissions. In this paper, we propose a Hybrid Policy-based Network Selection Algorithm that uses LTE to strengthen and complement ITS-G5 under critical conditions in which successful transmission over the ad hoc network is highly unlikely. The main objective is to use as less LTE transmissions as possible whilst maintaining high Packet Delivery Ratio (PDR) within defined delay constraints. The results, which are derived from extensive simulation campaigns, show a clear advantage of using the hybrid scheme over solely ITS-G5 or LTE.
  • Publication
    Low-Delay Forwarding with Multiple Candidates for VANETs Using Multi-Criteria Decision Making
    ( 2016)
    Roscher, Karsten
    ;
    Jiru, Josef
    ;
    Knorr, Rudi
    Vehicular ad hoc networks (VANETs) are envisioned to support driver assistance and automated driving posing strict requirements on communication reliability and delay. To support these applications, we propose Low Delay Forwarding with Multiple Candidates (LDMC), a geographic routing approach combining the advantages of sender-based control and opportunistic forwarding. Candidates are ranked based on position, time since the last status update and neighborhood information using multi-criteria decision making. Priority-dependent timers reduce the contention among forwarders. Our evaluation for freeway and grid scenarios shows substantial improvement over existing protocols for real-time applications requiring 100 ms or less end-to-end delay.
  • Publication
    Adaptive decision algorithms for data aggregation in VANETs with defined channel load limits
    ( 2015)
    Jiru, Josef
    ;
    Mammu, Aboobeker Sidhik Koyamparambil
    ;
    Roscher, Karsten
    The main challenges when realizing safety related applications based on vehicle-to-x communication are scalability and reliability. With an increasing number of vehicles, the communication channel must not get congested especially if a large amount of information has to be transmitted over multiple hops to a destination. This challenge can be solved by reducing the data load through data aggregation. In this paper, we present a decentralized congestion control using the channel busy ratio (CBR) on the application layer for an adaptive control of aggregation levels in real time. Adaptive decision algorithms decide which data is aggregated in real time. Two different approaches are compared: One approach relies on two CBR thresholds (min/max) only and one that allows a higher number of CBR thresholds. In both cases, the adaptive aggregation control increases and decreases the data aggregation levels based on these thresholds. Our simulation results show that both approaches are able to adjust the aggregation levels to given channel load thresholds within seconds resulting in improved data quality even in heavy congested situations. Adaptive decision algorithms result in less error introduced by aggregation. The impact of the two aggregation level control approaches is discussed regarding channel load and resulting data precision.
  • Publication
    ezCar2X. Rapid-Prototyping of Communication Technologies and Cooperative ITS Applications on Real Targets and Inside Simulation Environments
    ( 2014)
    Roscher, Karsten
    ;
    Bittl, Sebastian
    ;
    Gonzalez, Arturo
    ;
    Myrtus, Matthias
    ;
    Jiru, Josef
    Verkehrsnetzwerke und kooperative Mobilität sind noch immer aktive Forschungsfelder. Hierzu wird unser Ansatz, den Entwurf, die Umsetzung und die Prüfung neuartiger Anwendungen und Protokolle zu erleichtern, vorgestellt: Das modulare Softwareframework ezCar2X. Kooperative ITS-Anwendungen, basierend auf Car2X Kommunikation, können in einer Simulationsumgebung sowie auf realer Hardware mit einer einzigen Implementierung evaluiert werden. In diesem Beitrag präsentieren wir die Architektur und existierenden Module des Frameworks, beschreiben dessen Integration in eine Simulationsumgebung und schließen mit einem Ausblick auf geplante Entwicklungen.
  • Publication
    Cooperative glare reduction using V2V radio technology
    ( 2013)
    Steiner, Torsten
    ;
    Roscher, Karsten
    ;
    Jiru, Josef
    A lot of vehicle accidents happen at night under poor lighting conditions. Thus, automobile manufacturers have started to deploy elaborate assistance systems to help drivers by illuminating the road in the right spot at the right time. A subcomponent of such systems are highbeam assistance systems which automatically enable or disable a vehicle's highbeam headlights, depending on the detection of upcoming traffic. Consequently, no driver is blinded while almost optimal illumination conditions are still achieved. We present an approach that - in contrast to the state of the art - does not require a direct line of sight between vehicles on opposing lanes to work, as it relies on V2V radio technology. A prototypical implementation and an evaluation of test runs for the ETSI use case of cooperative glare reduction are provided. Our results show that this method achieves equal to better results concerning blinding times for the driver compared to a camerabased system.