DE102007024692A1 - Method for determining mileage range of vehicle, involves determining location data by global positioning system receiver with measuring frequency - Google Patents

Method for determining mileage range of vehicle, involves determining location data by global positioning system receiver with measuring frequency

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DE102007024692A1
DE102007024692A1 DE200710024692 DE102007024692A DE102007024692A1 DE 102007024692 A1 DE102007024692 A1 DE 102007024692A1 DE 200710024692 DE200710024692 DE 200710024692 DE 102007024692 A DE102007024692 A DE 102007024692A DE 102007024692 A1 DE102007024692 A1 DE 102007024692A1
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DE
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Application
Patent type
Prior art keywords
characterized
evaluation unit
gps receiver
location data
distance
Prior art date
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Pending
Application number
DE200710024692
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German (de)
Inventor
Dietrich Paul
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VOLKSWAGEN LEASING GmbH
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VOLKSWAGEN LEASING GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals, or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications

Abstract

The method involves determining a location data by a Global positioning system receiver (3) with a masuring frequency. The location data is sent to an evaluation unit (2). The evaluation unit evaluates the number of satellite signals which are recorded. The location data is evaluated in two dimension and three-dimension forms. The determined distance is transmitted to a center by a Global system for mobile communication module (4). An independent claim is also included for a device for determining the mileage range of a vehicle.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges. The invention relates to a method and apparatus for determining the distance through which a motor vehicle.
  • Üblicherweise wird die zurückgelegte Weglänge bzw. Wegstrecke eines Kraftfahrzeuges durch einen Wegestreckenzähler bestimmt, der beispielsweise die Signale eines Raddrehzahlsensors auswertet. Usually, the distance covered or distance of a motor vehicle is determined by a path distance counter which evaluates the signals, for example, a wheel speed sensor. Je nach verwendeter Sensorik bzw. Ermittlungsverfahren sind die ermittelten Wegstrecken mit Messfehlern behaftet, wobei die erlaubte Abweichung von Kilometerzählern bei +/–4% liegt. Depending on the sensor and the investigation determined distances are subject to measurement errors, the allowable deviation of odometers at +/- 4%.
  • Es sind jedoch Anwendungen bekannt, wo die zurückgelegte Weglänge ohne Daten der Fahrzeugsensorik ermittelt werden muss oder soll, beispielsweise aus Gründen der Manipulationssicherheit. However, there are known applications where the distance covered must be determined without data of the vehicle sensor or should, for example, for reasons of security against manipulation.
  • Aus der From the DE 10 2005 010 251 A1 DE 10 2005 010 251 A1 ist ein Verfahren zur personenbezogenen Erfassung von Fahrtkosten bekannt, umfassend die Schritte a process for the detection of personal transport costs known, comprising the steps of
    • – Erfassung des Beförderungsbeginns jeder beförderten Person durch Registrierung eines Merkmals zur persönlichen Identifizierung der Person sowie des aktuellen Datums und der Uhrzeit, - acquisition of transport beginning of each person carried by registering a characteristic for personal identification of the person as well as of the current date and time,
    • – Erfassung jeder gefahrenen Teilstrecke, - detection of each distance traveled since,
    • – Erfassung des Beförderungsendes jeder Person durch Registrierung des aktuellen Datums und der Uhrzeit und - detection of the transport end of each person by registering the current date and time and
    • – Verarbeitung der erfassten Daten und Ausgabe am Zielort der Beförderungsfahrt, wobei in einer einfachen Ausgestaltung des Verfahrens gefahrene Teilstrecken durch Registrierung von durch satellitengestützte Positionierungssysteme bereitgestellten Daten am Beförderungsbeginn und Beförderungsende jeder Person erfasst werden. - processing the detected data and output at the destination of the carriage drive, wherein driven in a simple embodiment of the process sections by registering provided by satellite-based positioning systems, data on the conveying carriage start and end of each person are detected. Die Verwendung von Daten satellitengestützter Positionierungssysteme ist besonders vorteilhaft, weil sie über die bloße Entfernungsbestimmung hinaus sowohl die exakte Bestimmung jedes einzelnen Start- und Zielortes einer beförderten Person als auch hochgenaue Zeiterfassung gestattet. Using data of satellite-based positioning systems is particularly advantageous in that they both the exact determination of each individual start and end location of a person being transported and highly accurate time recording permitted beyond the mere determination of distance addition.
  • Aus der From the DE 100 43 311 A1 DE 100 43 311 A1 ist ein Verfahren zur fälschungssicheren Mauterhebung auf gebührenpflichtigen Straßen bekannt, das ebenfalls mittels GPS-Daten eine Ermittlung der Weglänge erfolgt. discloses a process for tamperproof tolls on toll roads, which is also a determination of the path length by means of GPS data.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges hinsichtlich der Genauigkeit der ermittelten Weglänge zu verbessern. The invention is based on the technical object to improve a method and an apparatus for determining the distance through which a motor vehicle with regard to the accuracy of the path length determined.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The solution of the technical problem is solved by the subject matters having the features of claims 1 and 8. Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
  • Hierzu umfasst die Vorrichtung zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges mindestens einen GPS-Empfänger und eine Auswerteeinheit, wobei der GPS-Empfänger mit einer Messfrequenz f Standortdaten ermittelt und an die Auswerteeinheit liefert, wobei aus dem geometrischen Abstand zwischen zwei Standorten eine zurückgelegte Weglänge in der Auswerteeinheit berechnet und aufintegriert wird, wobei die Auswerteeinheit auswertet, wie viele Satelliten-Signale erfasst werden, wobei bei einer Empfangslage mit mehr als n Satelliten, mit n ≥ 4, die Standortdaten dreidimensional ausgewertet werden und bei einer Empfangslage mit weniger als n Satelliten zweidimensional ausgewertet werden. For this purpose, the apparatus for determining the distance through which a motor vehicle at least a GPS receiver and an evaluation unit, wherein the GPS receiver determines a measurement frequency f location data and delivers to the evaluating unit, wherein in the geometric distance between two locations a distance covered in the is calculated evaluation unit and integrated up, wherein the evaluation unit evaluates how many satellite signals are detected, evaluated two-dimensionally at a reception location with more than n satellites, with n ≥ 4, the location data are evaluated three-dimensionally and at a reception location with less than n satellites become. Dabei wird ausgenutzt, dass bei den herkömmlichen Verfahren nur zweidimensional gerechnet wird, was dazu führt, dass Steigungen und Gefälle nicht berücksichtigt werden, was je nach Terrain zu erheblichen Abweichungen führen kann. In this case that is expected to only two-dimensional in the conventional methods, which means that inclines and declines are not considered, which can lead to significant variations depending on the terrain is exploited. Durch die Berücksichtigung der Höheninformation kann dieser Fehler nahezu eliminiert werden. By considering the amount of information this error can be virtually eliminated. Da n = 4 die Mindestanzahl ist, treten dort noch Messfehler ins Gewicht, so dass vorzugsweise n ≥ 5 oder n ≥ 6 gewählt wird. Since n = 4 is the minimum number, there still occur measuring errors in the weight, so that n is preferably 5 or ≥ n ≥ 6 is selected. Dabei sei angemerkt, dass der Begriff GPS hier generisch als satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem verstanden werden soll. It should be noted that the term GPS is to be generically understood as satellite-based positioning system.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Messfrequenz des GPS-Empfängers in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer erfassten Kurvenfahrt verändert. In a further preferred embodiment, the measuring frequency of the GPS receiver is changed depending on the vehicle speed and / or a detected cornering. Dadurch kann die Abweichung noch weiter reduziert werden. Thus, the deviation can be reduced even further. Dabei gilt, dass bei niedrigeren Geschwindigkeiten die Messfrequenz verringert wird. It was found that at lower speeds, the measuring frequency is reduced applies. Hierdurch fallen Abweichungen bei den Einzelmessungen, die nicht vorhandene Bewegungen suggerieren, weniger ins Gewicht. Thereby falling deviations in the individual measurements that do not suggest existing movements, less significant. Bei Kurvenfahrten hingegen sollte die Messfrequenz erhöht werden, so dass die Kurve besser ausgemessen wird. When cornering, however, the measurement frequency should be increased so that the curve is better measured. Die Ermittlung, dass eine Kurvenfahrt vorliegt, kann beispielsweise direkt aus den Richtungsdaten der GPS-Signale erfolgen. Determining that a cornering is present, for example, can take place directly from the direction data of the GPS signals. Alternativ oder unterstützend können auch die Daten einer digitalen Straßenkarte herangezogen werden. Alternatively, or in support of the data of a digital road map can be used. Ebenso kann die Geschwindigkeit direkt aus den GPS-Daten abgeleitet werden. Likewise, the speed can be derived directly from the GPS data. Die Anpassung der Messfrequenz kann dabei diskret, beispielsweise in vier Stufen, oder aber kontinuierlich erfolgen. The adjustment of the measuring frequency can discreetly while, for example, in four stages, or continuously. Der Vorteil der diskreten Anpassung ist, dass der Rechenaufwand für die Auswerteeinheit gering ist, wobei die Abweichung gegenüber der kontinuierlichen Anpassung vernachlässigbar klein ist. The advantage of discrete adjustment, that the computational effort is low for the evaluation unit, wherein the deviation from the continuous adjustment is negligibly small. Die Anpassung der Messfrequenz ist auch alleine erfinderisch und kann auch bei Systemen zur Anwendung kommen, die ausschließlich zweidimensional messen. The adjustment of the measuring frequency is also alone inventive and can be used exclusively measured in two dimensions in systems.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein GSM-Modul, wobei mittels des GSM-Moduls die ermittelte Weglänge an eine Zentrale übermittelt wird und/oder mittels empfangener Daten des GSM-Moduls eine Startpositionsermittlung mittels des GPS-Empfängers unterstützt wird. In a further preferred embodiment, the apparatus comprises a GSM module, wherein the path length is determined is transmitted to a control center by means of the GSM module and / or a start position determination is supported by means of the GPS receiver by means of received data of the GSM module. Die Übermittlung der Weglänge bzw. zusätzlich weiterer Daten erfolgt vorzugsweise über SMS und/oder GPRS. The transmission path length or in addition further data is preferably via SMS and / or GPRS. Die Unterstützung zur Startpositionsermittlung beruht in einer Auswertung der Daten zur Empfangslage der GSM-Daten. The support to the start position determination is based on an analysis of the data to the receiving position of the GSM data. Beispielsweise ist aus diesen Daten eine Länderkennung entnehmbar, anhand derer der Suchvorgang für den GPS-Empfänger beschleunigt werden kann, beispielsweise weil zuvor das Kraftfahrzeug mittels eines Autozuges von Deutschlang nach Italien transportiert wurde. For example, a country code can be seen from these data from which the search process can be accelerated for the GPS receiver, for example, because before the vehicle was transported to Italy by a car train of German Lang. Die Beschleunigung der Ermittlung der Startposition wiederum reduziert den Fehler bei der Ermittlung der Weglänge. The acceleration of the determination of the start position in turn reduces the error in the determination of the path length.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Auswerteeinheit mindestens ein Betriebssignal des Kraftfahrzeuges übermittelt, wobei in Abhängigkeit des Betriebssignals eine Weglängenermittlung durchgeführt wird oder nicht durchgeführt wird. In a further preferred embodiment the evaluation unit is transmitted to at least an operation signal of the motor vehicle, wherein a Weglängenermittlung is performed in dependence of the operating signal or is not performed. Vorzugsweise ist das Betriebssignal "Zündung ein" KL15, so dass nur eine Weglängenberechnung erfolgt, wenn die Zündung eingeschaltet ist. Preferably, the operation signal "ignition on" is KL15, so that only a pathlength takes place when the ignition is switched on. Hierdurch wird wirkungsvoll eine Weglängenberechnung unterdrückt, wenn beispielsweise das Kraftfahrzeug abgeschleppt wird oder mittels Sattelschlepper, Zug oder Schiff transportiert wird. In this way, a pathlength is suppressed effectively, for example when the vehicle is towed or transported by means of semi-trailer, train or ship.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Masse- und einen Betriebsspannungsanschluss auf, so dass die Vorrichtung auch mit den Klemmen KL30 und KL31 des Kraftfahrzeuges verbunden werden kann. In a further preferred embodiment, the apparatus has a mass and an operating voltage terminal, so that the device can also be connected to the terminals of KL30 and KL31 of the motor vehicle. Weiter kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung über eine eigene Spannungsversorgung, beispielsweise in Form einer Pufferbatterie, verfügt. It can further be provided that the device has its own power supply, for example in the form of a battery.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Eingabeeinheit auf, über die eine Veranlassung einer durchgeführten Fahrt eingebbar ist, beispielsweise "Privatfahrt", "Dienstfahrt" oder "Fahrt Wohnung/Arbeit". In a further preferred embodiment, the apparatus comprises an input unit via which a cause of a trip carried out can be inputted, for example, "private trip", "business trip" or "ride home / work." Dabei kann die Eingabe beispielsweise per Sprachbefehl erfolgen oder aber über jeweils zugeordnete Taster. The entry can be made for example by voice or via respective button. Vorzugsweise erfolgt die Eingabe aber über einen Wahlschalter, beispielsweise mit den unterschiedliche Stellungen je nach Veranlassung, wobei weiter vorzugsweise der Wahlschalter bei Fahrtantritt in einer Default-Stellung ist, vorzugsweise die Stellung "Privatfahrt". Preferably, the input is carried out but through a selector switch, for example, with the different positions depending on the request, wherein further preferably, the selector switch at each ride in a default position, preferably the position "private trip".
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Speichereinrichtung, in der die ermittelten Daten in Form eines elektronischen Fahrtenbuches abgespeichert werden, wobei dort neben der Weglänge auch Uhrzeit und/oder Startpunkt und/oder Veranlassung der Fahrt etc. mit abgespeichert werden können. In a further preferred embodiment, the apparatus comprises a memory device in which the transmitted data is stored in the form of an electronic logbook, in which can be stored there in addition to the path and time and / or the starting point and / or causing the trip, etc., with.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. Die Fig. zeigen: FIGS.:
  • 1 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Bestimmung der zurückgelegten Weglänge, a schematic block diagram of an apparatus for the determination of the traveled path,
  • 2 2 eine schematische Darstellung einer Fahrtroute mit Steigung, a schematic representation of a route with a slope,
  • 3 3 eine Darstellung des Messfehlers über der Steigung in % bei einer zweidimensionalen Messung, a representation of the measurement error on the slope in% in a two-dimensional measurement,
  • 4 4 eine schematische Darstellung einer Kurvenfahrt im Bereich des Wendekreises eines Kraftfahrzeuges, a schematic representation of a curve in the region of the turning circle of a motor vehicle,
  • 5 5 eine Darstellung des Messfehlers über der Messfrequenz bei einer Kurvenfahrt und a representation of the measurement error on the measurement frequency during cornering and
  • 6 6 eine schematische Darstellung einer Messwerteverteilung bei vorhandenem Fahrzeug. a schematic representation of a distribution of measured values ​​with existing vehicle.
  • In der In the 1 1 ist schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung is a schematic block diagram of an apparatus 1 1 zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges dargestellt, umfassend eine Auswerteeinheit shown for determining the distance through which a motor vehicle, comprising an evaluation unit 2 2 , einen GPS-Empfänger , A GPS receiver 3 3 , ein GSM-Modul , A GSM module 4 4 , einen Wahlschalter , A selector switch 5 5 , eine kombinierte GPS/GSM-Antenne A combined GPS / GSM antenna 6 6 und einen internen Bus and an internal bus 7 7 . , Des Weiteren umfasst die Vorrichtung Furthermore, the device comprises 1 1 Anschlüsse für ein Betriebssignal KL15, eine Spannungsversorgung KL30 und Masse KL31. Connections for an operation signal KL15, KL30 a voltage supply and ground KL31. Über den GPS-Empfänger About the GPS receiver 3 3 empfängt die Vorrichtung receives the device 1 1 Positions- und Zeitsignale verschiedener Satelliten, die über den internen Bus Position and time signals of different satellites, via internal bus 7 7 an die Auswerteeinheit to the evaluation unit 2 2 übermittelt werden, wobei die Auswerteeinheit are transmitted, wherein the evaluation unit 2 2 auswertet, wie viele Satelliten-Signale erfasst werden, wobei bei einer Empfangslage mit mehr als n Satelliten, mit n ≥ 4, die Standortdaten dreidimensional ausgewertet werden und bei einer Empfangslage mit weniger als n Satelliten zweidimensional ausgewertet werden. evaluates how many satellite signals are detected, wherein evaluated two-dimensionally at a reception location with more than n satellites, with n ≥ 4, the location data are evaluated three-dimensionally and at a reception location with less than n satellites. Dabei liefert der GPS-Empfänger Here, the GPS receiver provides 3 3 Standortdaten mit einer Messfrequenz f, wobei aus dem Abstand zwischen zwei Standortdaten eine zurückgelegte Weglänge in der Auswerteeinheit Location data with a measuring frequency f, in which from the distance between two location data a distance covered in the evaluation unit 2 2 berechnet und aufintegriert wird. is calculated and integrated. Durch die dreidimensionale Auswertung der Standortdaten werden dabei Fehler aufgrund von Steigungen und Gefällen vermieden, was anhand der The three-dimensional analysis of location data while error due to upward and downward slopes are avoided, on the basis of 2 2 und and 3 3 noch näher erläutert wird. is explained in more detail. Über das GSM-Modul About the GSM module 4 4 können einerseits Daten beispielsweise an eine nicht dargestellte Zentrale per SMS oder GPRS übermittelt werden. on the one hand data can for example be transmitted to a non-illustrated center via SMS or GPRS. Des Weiteren kann mittels empfangener Daten eines GSM-Moduls Furthermore, with received data of a GSM module 4 4 eine Startpositionsermittlung mittels des GPS-Empfängers a start position determination by the GPS receiver 3 3 unterstützt werden, indem beispielsweise Länderkürzel der empfangbaren Provider ausgewertet werden. Are supported by, for example, country code of the receivable providers are evaluated. Über den Wahlschalter Via the selector switch 5 5 kann die Veranlassung einer Fahrt eingestellt werden, beispielsweise ob es sich um eine Privatfahrt, eine Dienstfahrt oder eine Fahrt Wohnung/Büro handelt. the cause of a drive can be set, such as whether it is a private trip, a business trip or a ride home / office. Diese Fahrtveranlassung kann dann mit der ermittelten Weglänge und anderen Daten wie beispielsweise Uhrzeit, Startpunkt, Endpunkt in einem nicht dargestellten Speicher in Form eines elektronischen Fahrtenbuches abgespeichert werden. This trip cause can then be stored together with the determined path length, and other data such as time, the start point, end point in an unillustrated memory in the form of an electronic logbook. Die Arbeitsweise des dargestellten Wahlschalters The operation of the selector switch shown 5 5 ist dabei derart, dass dieser drei Stellungen aufweist, wobei die ausgewählte Stellung auf Masse KL31 gezogen wird und von der Auswerteeinheit is such that it has three positions, the selected position on mass KL31 is pulled and by the evaluation unit 2 2 erkannt wird. is recognized. Über das Betriebssignal KL15 kann die Auswerteeinheit About the operation signal KL15, the evaluation unit 2 2 eine Plausibilitätskontrolle durchführen, ob eine Ermittlung einer zurückgelegten Weglänge sinnvoll ist oder nicht. a plausibility check perform if a determination of a distance through is reasonable or not. So wird beispielsweise keine zurückgelegte Weglänge berechnet, wenn die Zündung aus ist, da dann die Bewegung des Kraftfahrzeuges auf ein Abschleppen oder einen anderweitigen Transport hindeutet. So no distance covered is calculated, for example, when the ignition is off, since then the movement of the motor vehicle to be towed or otherwise transport suggesting. Des Weiteren passt die Auswerteeinheit Furthermore, the evaluation unit fits 2 2 die Messfrequenz des GPS-Empfängers the measurement frequency of the GPS receiver 3 3 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer erfassten Kurvenfahrt an, wobei sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch das Durchfahren einer Kurve aus den GPS-Daten abgeleitet wird. depending on the vehicle speed and / or a detected turning on, both the vehicle speed and driving through a curve from the GPS data is derived.
  • Nachfolgend werden einige mathematische Grundlagen des Verfahrens erläutert sowie die systembedingten Messfehler und gegebenenfalls deren Reduzierung beschrieben. Here are some mathematical fundamentals of the method are explained as well as the system-related measurement errors and possibly reduce them described.
  • Die Berechnung der Entfernung zwischen zwei Punkten, die durch zweidimensionale WGS84 Koordinaten beschrieben sind, erfolgt mittels der Formel The calculation of the distance between two points, which are described by two-dimensional WGS84 coordinates, is effected by means of the formula ξ = ARCCOS(SINϕ a ∙SINϕ b + COSϕ a ∙COSϕ b ∙COS|λ b – λ a |∙u ξ = ACOS (SINφ a ∙ SINφ b + cos a cos b ∙ ∙ COS | λ b - λ a | ∙ u mit ϕ Geographische Breite with φ Latitude
    λ Geographische Länge λ Longitude
    A (ϕ a , λ a ) Anfangspunkt A (φ a, λ a) starting point
    B (ϕ b , λ b ) Endpunkt B (φ b, λ b) Endpoint
    u mittlerer Erdradius (angenommener Wert: 6371 km) u middle earth radius (assumed value: 6371 km)
    ξ Strecke AB in km ξ segment AB in km
  • Die Koordinaten (Winkel) sind dabei vorzugsweise als Dezimalwert mit 5 Nachkommastellen einzugeben (z. B. geographische Breite der Stadt Mainz: 50,00000). The coordinates (angle) are preferably entered as a decimal value with 5 decimal places (for example, latitude of Mainz. 50.00000).
  • Wenn die Berechnung eines ARCCOS (wie in den meisten Betriebssystemen obligatorisch) über die Umwandlung in Taylorreihen erfolgt und die CPU-Last dadurch zu groß wird, kann auch die folgende Näherungsformel benutzt werden. If the calculation of a ARCCOS (as in most operating systems required) via the conversion into Taylor series, and the CPU load thereby becomes large, the following approximation formula can be used. ξ = [(ϕ a – ϕ b ) 2 + (cos(ϕ a + |((ϕ a – ϕ b )/2)∙π/180|∙|λ a – λ b |)∙111136) 2 ] 0,5 /1000 ξ = [(φ a - φ b) 2 + (cos (φ a + | ((φ a - φ b) / 2) ∙ π / 180 | ∙ | λ a - λ b |) ∙ 111136) 2] 0 , 5/1000 mit ϕ Geographische Breite with φ Latitude
    λ Geographische Länge λ Longitude
    A (ϕ a , λ a ) Anfangspunkt A (φ a, λ a) starting point
    B (ϕ b , λ b ) Endpunkt B (φ b, λ b) Endpoint
    ξ Strecke AB in km (bei Faktor u = 6371 km für mittleren Erdradius) ξ segment AB in km (at factor u = 6371 km for middle earth radius)
  • Steht dann noch die Höheninformation zur Verfügung, kann die Weglänge einfach durch den Satz von Pythagoras berechnet werden. then is still the amount of information available, the path length can easily be calculated by the Pythagorean theorem.
  • Die Systembedingten Messfehler bei Weglängenbestimmungen mittels GPS-Daten sind: The system conditional measurement error in Weglängenbestimmungen using GPS data:
    • 1.) Messfehler durch Fahrten auf Steigungen/Gefälle 1) measurement errors caused by trips to Incline / decline
    • 2.) Messfehler durch Kurvenfahrten 2.) measurement errors caused by cornering
    • 3.) Messfehler durch verspätetes Booten des GPS-Teils der prodim.Box 3.) measurement error due to a delay booting the GPS part of the prodim.Box
    • 4.) Messfehler durch Tunnelfahrten 4) measurement errors caused by tunnels
    • 5.) Messfehler durch Ausfall der GPS-Signale/GPS-Satelliten 5.) measurement errors caused by failure of the GPS signals / GPS satellite
    • 6.) Messfehler durch schwankende GPS-Genauigkeit 6.) measurement errors due to fluctuating GPS accuracy
  • In der In the 2 2 ist die Situation bei einer Steigung schematisch dargestellt, wobei a) die gefahrene Strecke, c) die gemessene Strecke und b) den Höhenunterschied zwischen den beiden Standortdaten ist, wobei Δc den Messfehler darstellt. The situation is illustrated schematically at an incline, wherein a) the distance traveled, c) the measured distance, and b) is the height difference between the two location data, wherein .DELTA.c represents the measurement errors. Wird hingegen wie bei der Erfindung dreidimensional gerechnet, so tritt dieser Fehler nicht auf und a lässt sich mit Is, however, expected in three dimensions as in the invention, this error does not occur and a can with
    Figure 00070001
    berechnen, wobei c) zunächst aus der zweidimensionalen Berechnung ermittelt wird. calculate, where c) is first determined from the two-dimensional calculation.
  • Die The 3 3 zeigt den Zusammenhang zwischen befahrener Steigung (bzw. befahrenem Gefälle) und dem systembedingten Messfehler bei zweidimensionaler Berechnung. shows the relationship between pitch-traffic (or traversed by traffic gradient) and the system-related measurement error in two-dimensional calculation. Im Beispiel ist eine Fahrt mit 10% Steigung markiert. In the example, a ride is marked with 10% slope. Dabei beträgt der Messfehler ca. 5 Promille, da insbesondere bei Gebirgsstrecken Steigungen bis über 14% vorkommen können. The measuring error is about 5 per thousand, as can occur in particular gradients of up to 14% in mountain ranges. Die dreidimensionale Standortermittlung erfordert eine gute GPS-Qualität. The three-dimensional location determination requires a good GPS quality. Es sollten vorzugsweise mindestens fünf Satelliten empfangbar sein. It should preferably be at least five satellites receivable. Für den Fall einer Empfangslage mit weniger als fünf, aber mehr als zwei Satelliten wird die zweidimensionale Berechnung durchgeführt. In the event of a reception area with less than five but more than two satellites the two-dimensional calculation is performed. Der Messfehler wird für diese Ausnahmefälle in Kauf genommen, sollte aber über die gesamte Fahrleistung eines Tages verschwindend gering sein. The measurement error is taken into account for these exceptional cases, but should be negligible over the total distance traveled in one day.
  • Der Messfehler bei Kurvenfahrten und Rangieren im Bereich des Fahrzeugwendekreises gemäß The measurement error when cornering and maneuvering in the region of the vehicle turning circle in accordance with 4 4 lässt sich wie folgt abschätzen, wenn vorausgesetzt wird, dass die nächste Folgemessung nach ca. 90° Kurvenfahrt erfolgt: can be estimated as follows, if it is assumed that the next follow-up measurement taken after approximately 90 ° bends:
    Figure 00070002
    ⇒ a/c = π/2∙√2 = 1,1107, was einen Messfehler von 11,07% entspricht. ⇒ a / c = π / 2 ∙ √2 = 1.1107, which corresponds to a measurement error of 11.07%.
  • Um die Messfehler beim Rangieren oder beim Kurven-Serpentinfahren zu minimieren, wird die Messfrequenz in der Standardeinstellung vorzugsweise auf 2 s. In order to minimize the measurement error when maneuvering or in a curve Serpentinfahren, the measurement frequency in the default setting is preferably set at 2 s. gesetzt. set. Das bedeutet, alle zwei Sekunden werden die WGS84 Koordinaten ermittelt, der Abstand zur letzten ermittelten Koordinate berechnet und das Ergebnis zur Fahrleistung addiert. That is, every two seconds to determine the WGS84 coordinates, calculates the distance to the last determined coordinate and the result is added to the mileage.
  • 5 5 zeigt den Messfehler in % über der Messfrequenz [in Messungen je Minute] bei Kurvenfahrten. shows the measurement error in% over the measurement frequency [in measurements per minute] when cornering. Dabei steigt der Messfehler in Bereichen weniger Messungen stark an. Here, the measurement error increases in areas fewer measurements strongly. Im Bereich größerer Messfrequenzen sinkt der Messfehler. In the area of ​​larger measuring frequencies, the measurement error decreases. Allerdings sinkt der Messfehler nicht beliebig, da ein anderer gegenläufiger Effekt zum Tragen kommt, der anschaulich anhand However, the measurement error does not drop any because another opposite effect comes into play, which clearly using 6 6 erläutert werden soll. to be explained. Dabei sei angenommen, dass sich das Kraftfahrzeug an der Position 1 befindet und sich nicht bewegt. It is assumed that the motor vehicle is at position 1 and does not move. Werden dann Messungen durch den GPS-Empfänger durchgeführt, so schwanken die ermittelten Standortdaten um ca. +/–5 m und suggerieren eine Bewegung. then measurements performed by the GPS receiver, the location data collected vary by approximately +/- 5 m, suggesting movement. Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten führt eine hohe Messfrequenz also zu Messfehlern. At very low speeds, a high measuring frequency thus leads to measurement errors. Daher wird die Messfrequenz bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, beispielsweise kleiner 20 km/h, reduziert. Therefore, the measurement frequency at low vehicle speeds, for example less, reduced 20 km / h. Entsprechend wird die Messfrequenz bei hohen Geschwindigkeiten und Kurvenfahrten erhöht, wobei bei Kurvenfahrten aufgrund der üblicherweise geringeren Geschwindigkeit ein Optimum gesucht werden muss, das vorzugsweise bei Hz liegt. Accordingly, the measuring frequency is increased at high speeds and cornering, wherein an optimum must be found in curves due to the typically lower speed, which is preferably Hz.
  • Messfehler aufgrund von Tunnelfahrten, wo kein GPS-Empfang vorliegt, oder temporärer Ausfall der GPS-Signale/GPS-Satelliten sind hinzunehmen und haben sich empirisch als vernachlässigbar dargestellt. Measurement errors due to a tunnel where no GPS reception is present, or temporary failure of the GPS signals / GPS satellites are to be accepted and have been empirically shown to be negligible.
  • Messfehler durch verspätetes Booten des GPS-Empfängers werden durch folgende Maßnahmen reduziert: Measurement error due to a delay booting the GPS receiver can be reduced by the following measures:
    • – Mittels der empfangenen Länderkennung durch das GSM-Modul und die dadurch mögliche Eingrenzung der möglichen Position wird die Ermittlung der Startpositionsdaten beschleunigt. - By means of the received country code by the GSM module and the possible thereby limiting the possible position of the determination of the start position data is accelerated.
    • – Die Bootsequenzen sind für beschleunigtes Einbuchen optimiert. - The boot sequences are optimized for accelerated Einbuchen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (15)

  1. Verfahren zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges, mittels mindestens eines GPS-Empfängers und einer Auswerteeinheit, wobei der GPS-Empfänger mit einer Messfrequenz f Standortdaten ermittelt und an die Auswerteeinheit liefert, wobei aus dem Abstand zwischen zwei Standortdaten eine zurückgelegte Weglänge in der Auswerteeinheit berechnet und aufintegriert wird, dadurch gekennzeichnet , dass die Auswerteeinheit ( Method for determining the distance through which a motor vehicle, using at least one GPS receiver and an evaluation unit, wherein the GPS receiver determines a measurement frequency f location data, and supplies to the evaluation unit, said calculated from the distance between two location data a distance covered in the evaluation unit and is integrated, characterized in that the evaluation unit ( 2 2 ) auswertet, wie viele Satelliten-Signale erfasst werden, wobei bei einer Empfangslage mit mehr als n Satelliten, mit n ≥ 4, die Standortdaten dreidimensional ausgewertet werden und bei einer Empfangslage mit weniger als n Satelliten zweidimensional ausgewertet werden. ) Evaluates how many satellite signals are detected, wherein evaluated two-dimensionally at a reception location with more than n satellites, with n ≥ 4, the location data are evaluated three-dimensionally and at a reception location with less than n satellites.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfrequenz des GPS-Empfängers ( A method according to claim 1, characterized in that the measuring frequency of the GPS receiver ( 3 3 ) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer erfassten Kurvenfahrt verändert wird. ) Is changed depending on the vehicle speed and / or a detected cornering.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines GSM-Moduls ( The method of claim 1 or 2, characterized in that (by means of a GSM module 4 4 ) die ermittelte Weglänge an eine Zentrale übermittelt wird. ), The path length is determined is transmitted to a control center.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels empfangener Daten eines GSM-Moduls ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that (by means of received data of a GSM module 4 4 ) eine Startpositionsermittlung mittels des GPS-Empfängers ( ), A start position determination (by means of the GPS receiver 3 3 ) unterstützt wird. is supported).
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinheit ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 2 2 ) mindestens ein Betriebssignal (KL15) des Kraftfahrzeuges übermittelt wird, wobei in Abhängigkeit des Betriebssignals (KL15) eine Weglängenermittlung durchgeführt wird oder nicht durchgeführt wird. ) Where (a function of the operating signal KL15) is performed Weglängenermittlung or is not performed is transmitted to at least an operation signal (F15) of the motor vehicle.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinheit eine Veranlassung der durchgeführten Fahrt eingegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit a reason for which the journey is entered.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Daten in Form eines elektrischen Fahrtenbuches abgespeichert werden. A method according to claim 6, characterized in that the transmitted data is stored in the form of an electric drive book.
  8. Vorrichtung zum Bestimmen der zurückgelegten Weglänge eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens einen GPS-Empfänger und eine Auswerteeinheit, wobei der GPS-Empfänger mit einer Messfrequenz f Standortdaten ermittelt und an die Auswerteeinheit liefert, wobei aus dem Abstand zwischen zwei Standorten eine zurückgelegte Weglänge in der Auswerteeinheit berechnet und aufintegriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ( Apparatus for determining the distance through which a motor vehicle, comprising at least a GPS receiver and an evaluation unit, wherein the GPS receiver determines a measurement frequency f location data, and supplies to the evaluation unit, said calculated from the distance between two locations a distance covered in the evaluation unit and is integrated, characterized in that the evaluation unit ( 2 2 ) auswertet, wie viele Satelliten-Signale erfasst werden, wobei bei einer Empfangslänge mit mehr als n Satelliten, mit n ≥ 4, die Standortdaten dreidimensioniert ausgewertet werden und bei einer Empfangslänge mit weniger als n Satelliten zweidimensional ausgewertet werden. ) Evaluates how many satellite signals are detected, wherein evaluated two-dimensionally with a receiving length with more than n satellites, with n ≥ 4, the location data are evaluated three dimensioned and at a receiving length less than n satellites.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfrequenz f des GPS-Empfängers in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer erfassten Kurvenfahrt verändert wird. Device according to claim 8, characterized in that the measuring frequency f of the GPS receiver is changed depending on the vehicle speed and / or a detected cornering.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein GSM-Modul ( Apparatus as claimed in any one of claims 8 or 9, that the device (a GSM module 4 4 ) umfasst, wobei mittels des GSM-Moduls ( ), Wherein (by means of the GSM module 4 4 ) die ermittelte Weglänge an eine Zentrale übermittelt wird und/oder mittels empfangener Daten eine Startpositionsermittlung mittels des GPS-Empfängers unterstützt wird. ), The path length is determined is transmitted to a central and / or a start position determination is supported by means of the GPS receiver by means of received data.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinheit ( Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the evaluation unit ( 2 2 ) mindestens ein Betriebssignal (KL15) des Kraftfahrzeugs übermittelt wird, wobei in Abhängigkeit des Betriebssignals (KL15) eine Weglängenermittlung durchgeführt wird oder nicht durchgeführt wird. ) Where (a function of the operating signal KL15) is performed Weglängenermittlung or is not performed is transmitted to at least an operation signal (F15) of the motor vehicle.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ( Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the device ( 1 1 ) einen Masse- und einen Betriebsspannungsanschluss (KL31, KL30) aufweist. ) Has a mass and an operating voltage terminal (KL31, KL30).
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Eingabeeinheit aufweist, über die eine Veranlassung einer durchgeführten Fahrt eingebbar ist. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the apparatus comprises an input unit by which a cause of a trip carried out can be inputted.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinheit als Wahlschalter ( Device according to claim 13, characterized in that the input unit (as selector 5 5 ) ausgebildet ist. ) is trained.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ( Device according to one of claims 8 to 14, characterized in that the device ( 1 1 ) eine Speichereinheit umfasst, in der die ermittelten Daten in Form eines elektronischen Fahrtenbuches abgespeichert werden. ) Comprises a memory unit in which the transmitted data is stored in the form of an electronic logbook.
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