CN114829982A - 用于确定gnss卫星的能见度的方法和用于高精度确定位置的方法以及计算机程序、电子存储介质和设备 - Google Patents
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Abstract
基于GNSS进行位置确定来确定卫星的能见度的方法(100)，具有以下步骤：借助于环境传感器系统和/或GNSS传感器系统和/或相机传感器系统检测(101)一位置处的周围环境，特别是获得对于天空的自由视野；将检测到的周围环境、特别是对天空的自由视野与在该位置处对卫星的理论能见度融合(102)。
Description
技术领域
本发明提供一种用于确定卫星能见度的方法和用于高精度确定位置的方法以及相应的计算机程序、相应的电子存储介质和相应的设备。
背景技术
为了确定车辆的位置，已知将来自(全球)导航卫星系统(GNSS)的数据与设置在车辆中的惯性传感器系统的数据融合。通过所述融合还可以在位置确定时达到如下精度，所述精度一方面借助于GNSS自身无法实现并且另一方面对于至少部分自动驾驶是必需的。
数据的可用性对于位置确定至关重要。对于惯性传感器系统的数据，尤其从行驶稳定性调节领域中在可用性方面存在大量经验值。对于GNSS数据，尽管存在对GNSS卫星的理论能见度的了解。然而，理论能见度基于对GNSS卫星或天穹或天空的自由视野。在此，理论能见度还严重地受地理(如山脉、山谷等)、城市规划(如建筑物、隧道等)和气象(如云量、降水等)因素影响。
发明内容
在此背景下本发明提供一种用于针对基于GNSS确定位置来确定卫星的能见度的方法，所述方法具有以下步骤：
借助于环境传感器系统和/或GNSS传感器系统和/或相机传感器系统检测一位置的周围环境；
将检测到的周围环境与在该位置处的对卫星的理论能见度融合。
在此，在检测周围环境的步骤中，尤其获得自由视角并且与之相应地获得对天穹或天空的自由视野。
借助本发明的方法现在可以对预先确定的区域、因此对于借助检测到的周围环境的一个或多个位置所包括的区域获得更精确数量的可见的GNSS卫星。由此可使用用于高精度位置确定的方法或设备或使其高度可用。
高可用性在此可以理解为：由用于高精度位置确定的方法或设备提供的位置确定可以以足够高的安全性和足够高的精度提供，以便可以实施扩展的行驶辅助装置(英文：Advanced Driver Assistance System先进驾驶辅助系统，ADAS)的附设在位置确定装置上的功能和至少部分自动化运行的车辆的功能(英文：Automated Driving自动驾驶，AD)。
在本发明的范围内尤其可以考虑的位置或周围环境可以是德国目前存在的大约13000公里的高速公路网络。
本发明的方法的直接方法产物可以是数据库，所述数据库基于在检测到的环境位置处对GNSS卫星的理论能见度和检测到的能见度的融合包括关于GNSS卫星的实际可能的能见度的数据。基于该知识，在考虑一个或多个GNSS卫星的实际可能的能见度的情况下，可以为相应的位置或部段使用用于卫星辅助的位置确定的相应方法，以便执行位置确定。在此特别重要的是具有GNSS卫星的减小的实际能见度的位置或部段。
由此必要时在GNSS卫星能见度降低的情况下会显著更符合需求地带来必要的特殊耗费以实现高精度的位置确定。总体而言这可以引起不那么耗费的进而更节省资源的位置确定。
根据本发明的方法的一种实施方式，该方法包括检测周围环境检测的时间点的附加步骤。在所述实施方式中，在融合的步骤中附加地考虑检测到的时间点。
在融合步骤中的考虑在此可以理解为：在融合时考虑时间维度，因为理论能见度和实际可能的能见度是与位置和时间相关的。唯一的例外是具有与地球旋转同步的卫星的导航卫星系统。这种系统目前非常少见并且在当地非常受限地可用或存在。
根据本发明的方法的一种实施方式，在检测步骤中使用用于分析相机数据以识别物体的方法。
在此，用于分析相机数据以识别物体的方法可以在检测步骤的范围中在获得步骤中进行。
该方法尤其用于在相机数据中识别房屋和山脉。即识别限制对GNSS卫星能见度的物体。
所提出的方法不是本发明的核心方面并且为本领域的相应技术人员所熟悉。
本发明的另一方案是一种用于借助于GNSS传感器的数据和惯性传感器的数据的数据融合来确定位置的方法。在此，为了确定位置考虑根据本发明的、用于确定卫星能见度的方法的方法结果。
借助本发明的该方案可行的是：执行高精度的位置确定。在此将高度精确的位置确定可理解为如下位置确定，所述位置确定尽管保留确定误差但是足够精确，以实施扩展的行驶辅助装置(ADAS)的附在其上的功能和至少部分自动化驾驶(AD)的功能。
本发明的另一方案是一种计算机程序，其设计用于执行根据本发明的方法之一的所有步骤。
本发明的另一方案是一种电子存储介质，在其上存储根据本发明的计算机程序。
本发明的另一方案是一种设备，其设计用于执行根据本发明的方法之一的所有步骤。
附图说明
下面根据附图更详细地解释本发明的实施方式。
附图示出：
图1示出本发明的方法的一种实施方式的流程图；
图2示出用于根据本发明的方法检测一位置的周围环境的流程图；
图3a示出基于特殊测量技术检测GNSS卫星能见度的示意图；
图3b示出基于用于高精度确定位置的方法和设备检测GNSS卫星能见度的示意图。
具体实施方式
图1示出本发明的方法100的一种实施方式的流程图。
在步骤101中借助于环境传感器系统或GNSS传感器系统或相机传感器系统检测在一位置的周围环境。
检测101的目的尤其是获得看向GNSS卫星或天穹或天空的自由视野或自由视角。
在此，检测101例如可以通过相应的传感器系统来进行，所述传感器系统附接在车辆上，所述车辆已经运动至应进行检测的位置。替选地，可以借助在应进行检测的位置处的相应传感器系统来进行检测。
例如传感器系统可以是专门针对检测GNSS卫星的能见度所设计的环境传感器系统。为此主要提供雷达系统和激光系统。
替代地或附加地可以将GNSS传感器系统用于检测。
替代地或附加地，相机传感器系统可用于检测。通常相机传感器系统设计用于检测可见范围内的电磁辐射(例如摄像机)或接近可见范围的区域内的电磁辐射(例如红外相机)。
在步骤102中将检测到的环境与卫星在该位置处的理论能见度融合。
融合步骤102的目的是使GNSS卫星的理论能见度富含检测到的环境信息，使得结果得到GNSS卫星的实际可行的能见度，其中所述理论能见度基本上从卫星在轨道中的位置和观察位置中得出。因此例如在特定位置处可能提供对GNSS卫星的理论能见度，但所述理论能见度实际上是不可行的，因为GNSS卫星的视线中存在障碍物，例如建筑物或景观，即例如山。
图2示出用于根据本发明的方法100检测在一位置的周围环境的流程图。
所示步骤201基本上对应于图1中的流程图的步骤101，在所述步骤中，检测对天穹的自由能见度。
在此，在步骤211之后，可以经由环境传感器系统进行检测，所述环境传感器系统专门针对检测自由能见度设计。
替代地或附加地可以借助于用于基于GNSS传感器的数据与惯性传感器的数据的融合来高精度确定位置的设备来进行步骤212中的检测。
替代地或附加地，在步骤213中可以借助于相机传感器系统进行检测。
本发明可在有限的地区中在检测GNSS卫星的能见度的范围中使用，以便例如针对所述地区中的位置确定获得精度的改进。
在此可以考虑的是：从德国高速公路上的位置获得GNSS卫星的能见度。德国高速公路网络目前包括约13000公里。
在此，本发明不应限于德意志联邦共和国的领土。本发明同样可以应用于其他地区或世界范围。
图3a示出基于环境传感器系统11检测GNSS卫星31、32的能见度的示意图。
在视图中，环境传感器系统11设置在车辆1上。替代地环境传感器系统11可以架设在应进行检测的位置处。
GNSS卫星31、32理论上从车辆1的位置可见。
此外，在视图中示出障碍物20，所述障碍物使GNSS卫星32的理论能见度是不可行。
环境传感器系统1构成用于检测在检测位置之上的天空处的可见区域A和不可见区域B。为此，主要提供雷达系统和激光系统。
图3b示出借助于GNSS传感器12检测GNSS卫星31、32的能见度的示意图。这种传感器例如可以是用于高精度确定位置的设备。
在视图中，GNSS传感器12设置在车辆1上。替代地，GNSS传感器12可以架设在应进行检测的位置处。
GNSS卫星31、32理论上从车辆1的位置可见。
GNSS传感器12检测实际可见的卫星31。不可见的卫星32可以经由与理论上可见的卫星31、32的比较来获得。自由能见度A和阻挡能见度B的区域A、B、C可以从所述信息中推导出。从视图中还可以识别区域C，不会对所述区域C做出关于能见度的结论。
根据本发明的一种实施方式，可以经由与另外的传感器系统的融合、例如经由环境传感器系统11或相机传感器系统来减小或完全消除这些不清晰的区域C。
一方面，根据本发明的第一方案检测的关于GNSS卫星能见度的数据可以根据本发明的第二方案、即为了高精度位置确定而尤其可以在扩展的行驶辅助装置(ADAS)和至少部分自动化运行的驾驶(AS)的范围内使用。
另一方面，根据本发明第一方案检测的数据可用于广泛地评估GNSS卫星的能见度。
因此例如高速公路或高速公路部段可以离线地、即在无需驶向所涉及的部段的情况下(必要时在一天中的不同时间/天气条件下等)在通过GNSS卫星覆盖后进行评估。因此可以快速且简单地获得需要提高的耗费以高精度位置确定的部段，因为例如GNSS卫星的能见度在某些路段或有时是低于平均水平的。
基于所述发现可以相应地适配用于高精度位置确定的方法，或者所涉及的路段部段可以借助辅助的基础设施对象以如下方式扩展，即也可以在没有足够数量的可见的GNSS卫星的情况下进行高精度的位置确定。
例如这种基础设施对象可以是用于三角测量或视觉导航的设备。
Claims (7)
1.一种用于针对基于GNSS确定位置来确定卫星的能见度的方法(100)，所述方法具有以下步骤：
检测步骤(101)，借助于环境传感器系统和/或GNSS传感器系统和/或相机传感器系统检测一位置处的周围环境，特别是获得对于天空的自由视野；
融合步骤(102)，将检测到的周围环境、特别是对于天空的自由视野与卫星在所述位置处的理论能见度融合(102)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，该方法具有针对所述环境检测的时间点的附加的检测步骤(101)，其中在所述融合步骤(102)中附加地考虑检测到的时间点。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中在所述检测步骤(101)中，特别是在获得步骤中使用用于分析相机数据的方法以识别物体(20)、特别是房屋和山脉。
4.一种用于借助于GNSS传感器的数据和惯性传感器的数据的数据融合来确定位置的方法、特别是高精度地确定位置的方法，其中为了确定位置考虑根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)的方法结果。
5.一种计算机程序，其设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法中的任一方法的所有步骤。
6.一种电子存储介质，在其上存储根据权利要求5所述的计算机程序。
7.一种设备，所述设备设计用于执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法中的任一方法的所有步骤。
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