DE102004023006A1

DE102004023006A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung für ein Gebührenerfassungssystem

Info

Publication number: DE102004023006A1
Application number: DE200410023006
Authority: DE
Inventors: Peter Knoll
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-12-01
Also published as: EP1754202A1; WO2005109347A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung für ein Gebührenerfassungssystem, insbesondere zur Erfassung des Befahrens von gebührenpflichtigen Straßen, vorgeschlagen, bei welchem die Bestimmung des aktuellen Ortes des Fahrzeugs auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems, korrigiert mittels digitalen Kartendaten, und vorzugsweise wenigstens eines weiteren Sensorsignals erfolgt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung für ein Gebührenerfassungssystem, insbesondere für ein Erfassungssystem für Straßennutzungsgebühren von Kraftfahrzeugen.
Bei Gebührenerfassungssystemen, insbesondere bei Systemen zur Erhebung von Straßenbenutzungsgebühren, ist es bekannt, die Position eines Fahrzeugs auf der Basis eines satellitengestützten Ortungssystems zu bestimmen. So zeigen beispielsweise die DE 43 44 433 A1 oder die DE 44 27 392 A1 Einrichtungen zum Erheben von Straßenbenutzungsgebühren, bei welchen über ein GPS-Ortungssystem die Ortskoordinaten des Fahrzeugs ermittelt werden, daraus mit Hilfe von gespeicherten Koordinaten von gebührenpflichtigen Strecken auf das Befahren einer gebührenpflichtigen Straße geschlossen wird und über eine Funkverbindung zu einer Zentrale der Zahlungsvorgang initiiert wird. Die Funktionsfähigkeit eines solchen Systems hängt somit im Wesentlichen an der Genaugkeit der Positionsbestimmung. Diese wiederum ist abhängig von der Genauigkeit des Ortungssystems, dessen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Aufgrund dieser Abhängigkeiten, insbesondere in Situationen, in denen das Ortungssystem nicht oder nicht vollständig zur Verfügung steht, oder in Situationen, in denen die Genauigkeit des Ortungssystem zur Bestimmung der gebührenpflichtigen Straße nicht ausreicht, ist die Funktionsfähigkeit solcher Systeme nicht zufriedenstellend.
Aus einem anderen technischen Gebiet, den Navigationssystemen, sind Vorgehensweisen bekannt, mit deren Hilfe die Genauigkeit einer Positionsbestimmung eines Fahrzeugs, auch bei ungenauem Ortungssystemen, verbessert wird. Dies erfolgt durch die sogenannte Koppelnavigation bzw. Koppelortung in Verbindung mit einer digitalen Karte (mapmatching). Eine derartige Vorgehensweise ist z.B. in der EP 759 151 B1 beschrieben. Danach werden zur Genauigkeitsverbesserung der Positionsbestimmung neben dem GPS-Ortungssystem und dem Vergleich mit einer gespeicherten digitalen Karte zusätzliche Sensordaten ausgewertet. Diese repräsentieren meistens die Radgeschwindigkeiten (bzw. den zurückgelegten Weg) sowie Richtungsänderungen des Fahrzeugs. Aus diesen Daten werden ausgehend von der über GPS ermittelten Anfangsposition die zurückgelegte Wegstrecke sowie die Richtungsänderungen bestimmt und die aktuelle Fahrzeugposition ständig neu berechnet. Durch Vergleich dieser Daten mit den Daten einer digitalen, im Fahrzeug gespeicherten Karte wird die Präzision der Positionsbestimmung weiter verbessert.
Vorteile der Erfindung
Es wird eine genauere Positionsbestimmung des Fahrzeug und damit eine zuverlässigere Bestimmung des Befahrens von gebührenpflichtigen Strecken erreicht, wenn zur Positionsbestimmung durch digitalisierte Kartendaten gestützten Koppelnavigation herangezogen wird.
Besonders vorteilhaft ist die Verkopplung der Ortung eines Fahrzeugs durch ein satellitengestütztes Ortungssystem und daraus abgeleiteter Streckenbestimmung mit einer durch digitalisierte Kartendaten gestützten Koppelnavigation. Dadurch wird eine verbesserte Positionsbestimmung des Fahrzeugs und somit eine deutliche Verbesserung der Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit eines Gebührenerfassungssystems erreicht.
Von besonderem Vorteil ist, dass die vom satellitengestützten Ortungssystem ermittelten Ortungsdaten ständig mit den Daten, die durch die mit digitalisierte Kartendaten gestützten Koppelnavigation ermittelt werden, verglichen und plausibilisiert werden. Auf diese Weise wird der ermittelte Standard des Fahrzeugs zuverlässiger und genauer bestimmt.
Vorteilhaft in einer anderen Ausführung ist, dass die bereits vorhandene Koppelnavigation in Navigationssystemen auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems, einer digitalen Kartenbasis sowie weiterer Sensordaten zur Positionsbestimmung herangezogen wird, das Befahren einer gebührenpflichtigen Straße durch diese Positionsbestimmung erkannt wird und der Zahlungsverkehr mit einer zentralen Einheit über Funk eingeleitet wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Gebührenerfassungssystem, welches insbesondere in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, mit Mitteln zur genauen zuverlässigen Positionsbestimmung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Figur zeigt eine Erfassungseinheit 10, vorzugsweise zur Erfassung von Straßenbenutzungsgebühren, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Diese sogenannte „On Board Unit" ist mit einer Antenne 12 zum Empfang von Satellitensignalen eines Ortungssystems, beispielsweise GPS-Signalen, versehen. Ferner ist die Einheit 10 über eine Mobilfunkeinheit an eine Mobilfunkantenne 14 angeschlossen, über die eine drahtlose Kommunikation mit einer Zentrale zur Abwicklung der Gebührenzahlung aufbaubar ist.
Im einfachsten Ausführungsbeispiel ermittelt die Erfassungseinheit 10 anhand der GPS-Signale die aktuelle Position des Fahrzeugs, ermittelt mit Hilfe von gespeicherten Koordinaten der gebührenpflichtigen Strecke das Befahren einer gebührenpflichtigen Straße, berechnet den Betrag und sendet eine entsprechende Information zur Abwicklung des Zahlungsverkehrs über das Mobilfunknetz an eine zentrale Einrichtung.
Zur Verbesserung der Positionsbestimmung ist eine Positionsbestimmungseinheit 16, beispielsweise ein Navigationssystem, vorgesehen, welches im Rahmen seiner Navigationsaufgaben den aktuellen Ort des Fahrzeugs berechnet. Dazu werden dem Navigationssystem 16 GPS-Signale über den Antennenanschluss 18 zugeführt, von einem digitalen Speicher 20 Kartendaten zur Verfügung gestellt sowie von entsprechenden Sensoren 22 bis 26 weitere Größen des Fahrzeugs wie ein Maß für die Richtungsänderung, Drehzahl- und/oder Geschwindigkeitssignale zugeführt. Wie eingangs erwähnt berechnet die Navigationseinheit 16 auf der Basis der GPS-Ortung als Anfangswert unter Verwendung der zusätzlichen Fahrzeugsensorsignalen und der digitalen Kartenbasis den aktuellen Ort des Fahrzeugs.
In einer ersten Ausführungsform werden die in der Einheit 16 ermittelten Positionsdaten mit den in der Einheit 10 mit den gespeicherten Daten von gebührenpflichtigen Strecken verglichen und daraus das Befahren oder Nicht-Befahren einer solchen Strecke abgeleitet. Wird das Befahren einer gebührenpflichtigen Strecken ermittelt, wird ein Zahlungsvorgang initiiert. In diesem Fall ist eine eigene Positionsbestimmung in der Einheit 10 nicht notwendig.
In einer anderen Ausführungsform wird in der Einheit 10 auf der Basis des GPS-Signals die Position des Fahrzeugs bestimmt. Ferner wird in der Einheit 16 auf der Basis einer digitalen Karte sowie Signale von Fahrzeugsensoren wie eingangs erwähnt ein weiterer Positionswert ermittelt. Die beiden Positionswerte werden miteinander verglichen. Dann wird aus den Werten ermittelt, ob eine gebührenpflichtige Straße befahren wird oder nicht. In einer anderen Variante wird aus den beiden Positionswerten ein resultierender Wert gebildet (z.B. ein Mittelwert oder bei geringfügigen Abweichungen einer der beiden Werte), der Basis für die Bestimmung bildet, ob eine gebührenpflichtige Straße befahren wird oder nicht. Wenn aus beiden Werten das Befahren einer gebührenpflichtigen Straße ermittelt wird oder wenn der resultierende Positionswert ein solches Befahren anzeigt, wird ein Zahlungsvorgang initiiert.
In einer weiteren Ausführung wird die in der Einheit 10 ermittelte, aus dem GPS-Signal abgeleitete Position des Fahrzeugs mit der digitalen Karte verkoppelt, wobei aus dem GPS-Positionswert ggf unter Berücksichtigung des zurückgelegten Weges und der Richtungsänderungen mittels eines Map-Matching-Verfahrens die aktuell befahrene Straße ermittelt wird. Ist dies eine gebührenpflichtige Straße, wird der Zahlungsvorgang ausgelöst.

Claims

Verfahren zur Positionsbestimmung für ein Gebührenerfassungssystems, insbesondere zur Erfassung des Befahrens von gebührenpflichtigen Straßen, wobei eine Position des Fahrzeugs auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmung mit Hilfe von digitalen Kartendaten und vorzugsweise wenigstens einer weiteren Größe, die die zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Richtung des Fahrzeugs repräsentiert, korrigiert wird und aus der korrigierten Position das Befahren einer gebührenpflichtigen Straße abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte Positionsbestimmung auf der Basis des Signals des satellitengestützten Ortungssystems sowie der Kartenbasis und des wenigstens eines weiteren Sensors in einem Navigationssystem erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Positionsbestimmung mittels Koppelnavigation erfolgt, eine zweite Positionsbestimmung auf der Basis eines satellitengestützten Ortungssystems und dass die beiden Positionsbestimmungen miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den beiden Positionsbestimmungen ein resultierender Positionswert bestimmt wird, der der Ermittlung des Befahrens der gebührenpflichtigen Strecke zugrunde gelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems bestimmte Position des Fahrzeugs mit einer digitalen Karte verkoppelt wird derart, dass gegebenenfalls unter Berücksichtigung des zurückgelegten Weg und/oder der Richtungsänderungen mittels eines Map-Matching-Verfahrens die befahrene Straße ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems bestimmte Position das Befahren oder Nicht-Befahren einer gebührenpflichtigen Strecke ermittelt wird und auf der Basis der Positionsbestimmung mittels einer auf einer digitalen Karte gestützten Koppelnavigation ebenfalls das Befahren oder Nicht-Befahren einer gebührenpflichtigen Strecke ermittelt wird und bei Übereinstimmung ein Zahlungsvorgang eingeleitet wird.
Vorrichtung zur Positionsbestimmung für ein Gebührenerfassungssystems, insbesondere zur Erfassung des Befahrens von gebührenpflichtigen Straßen, mit einer Positionsbestimmungseinheit (10), die die Position des Fahrzeugs auf der Basis von Signalen eines satellitengestützten Ortungssystems ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass ferner Mittel (16) vorgesehen sind, welche diese Positionsbestimmung auf der Basis einer digitalen Karte, vorzugsweise ergänzend unter Berücksichtigung wenigstens eines weiteren Sensorsignals, korrigieren.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Navigationssystem (16) vorgesehen ist, welches die Position des Fahrzeugs an die Abrechnungseinheit übermittelt, in der das Befahren oder Nicht-Befahren einer gebührenpflichtigen Strecke ermittelt wird.