DE102008043120A1 - Locating device and locating method - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen werden eine Ortungsvorrichtung und ein Ortungsverfahren zur Bestimmung einer aktuellen Position (25) in einem Verkehrswegenetz (11, 12, 13), wobei mit Ortungsmitteln (2) eine erste Position (21) bestimmt wird, wobei aus einer Karte (3), in der Verkehrswege (11, 12, 13) des Verkehrswegenetzes verzeichnet sind, solche Verkehrswege (11, 12) als mögliche Positionen angenommen werden, die in der Nähe der ersten Position (21) liegen, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein Antriebsaufwand (6) zum Antrieb, insbesondere eines Fahrzeugs, bestimmt und daraus eine Steigung des aktuell befahrenen Verkehrsweges (12) geschlossen wird, dass die ermittelte Steigung mit in der Karte (3) verzeichneten Informationen über die Steigungen oder aus in der Karte verzeichneten Informationen (14, 15, 16) ermittelten Informationen über die Steigungen von den als mögliche Position angenommenen Verkehrswegen (11, 12) verglichen wird und dass aus diesem Vergleich ein Verkehrsweg (12) als wahrscheinlichster Standort (25) bestimmt wird. Die Ortungsvorrichtung und das Ortungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben den Vorteil, dass die Genauigkeit der Ortung verbessert wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht insbesondere eine genaue Detektion von eng beieinander liegenden ansteigenden oder abfallenden Straßenabschnitten. Damit wird es möglich, beispielsweise zwischen oben und unten verlaufenden Straßenabschnitten zu unterscheiden (z. B. Hochstraßen in ...A locating device and a locating method for determining a current position (25) in a traffic route network (11, 12, 13) are proposed, wherein a first position (21) is determined with locating means (2), wherein a map (3), in the traffic routes (11, 12, 13) of the traffic route network are recorded, such traffic routes (11, 12) are assumed as possible positions, which lie in the vicinity of the first position (21), which is characterized in that a drive effort (6) to the drive, in particular of a vehicle, determined and from an incline of the currently traveled traffic route (12) is concluded that the determined slope recorded in the map (3) information about the slopes or on the map information (14, 15, 16) is compared information about the slopes of the assumed as a possible position traffic routes (11, 12) and that from this comparison a traffic route (12) as true most unique location (25) is determined. The location device and the location method with the features of the independent claims have the advantage that the accuracy of the location is improved. In particular, the present invention enables accurate detection of closely spaced rising or falling road sections. This makes it possible, for example, to differentiate between upper and lower road sections (for example, highways in ...
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einer Ortungsvorrichtung und einem Ortungsverfahren nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.The The invention relates to a locating device and a locating method according to the preamble of the independent claims out.
Heutige Navigationssystem zur Verwendung in Fahrzeugen nutzen zur Ortung, das heißt hier zur Bestimmung einer eigenen Position, gewöhnlich Empfänger zum Empfang von Signalen von Satellitenortungssystemen, wie beispielsweise GPS oder Galileo und daneben oftmals auch zusätzliche Sensoren, wie beispielsweise Beschleunigungs- oder Drehratensensoren oder Odometer. Diese erlauben eine Positionsbestimmung mit einer Ungenauigkeit im Bereich weniger Meter bis weniger zig Meter. Die so bestimmte Position wird mit einer digitalen Karte abgeglichen und plausibilisiert, was auch unter dem Begriff „Map Matching” bekannt ist.today Navigation system for use in vehicles use for locating that is, to determine your own position, usually receiver for receiving signals from satellite positioning systems, such as GPS or Galileo and often additional sensors, such as acceleration or rotation rate sensors or Odometer. These allow a position determination with an inaccuracy in the Range less meters to less than tens of meters. The position determined this way is compared with a digital map and checked for plausibility, which is also known as "Map Matching" is.
Problematisch
ist dabei, dass infolge der beschriebenen Ungenauigkeit im Falle
mehrerer dicht beieinander liegender Verkehrswege bzw. Pfade eine eindeutige
Positionsbestimmung oft nicht möglich ist. Die
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass bei eng beieinander liegenden und streckenweise parallel verlaufenden Pfaden eine Fehlortung auf einen dem tatsächlich befahrenen Pfad annähernd parallel verlaufenden Pfad stattfinden kann, die erst im späteren Verlauf korrigiert werden kann. Dies führt bei einem aktuell angenommenen falschen Pfad zu fehlerhaften Fahrrichtungshinweisen, die den Benutzer irritieren oder in die Irre führen.adversely At this solution is that when closely spaced and partially parallel paths to a fault location approaching the actually traveled path parallel path that can take place later in the course can be corrected. This leads to a currently accepted wrong path to erroneous driving directions, which the user irritate or mislead.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Ortungsvorrichtung und das Ortungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Genauigkeit der Ortung verbessert wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht insbesondere eine genaue Detektion von eng beieinander liegenden ansteigenden oder abfallenden Verkehrswegeabschnitten. Damit wird es möglich, beispielsweise zwischen oben und unten verlaufenden Straßenabschnitten zu unterscheiden (z. B. Hochstraßen in Shanghai). Auch Einund Ausfahrten von Parkhäusern oder die Detektion von unterschiedlichen Parkdecks kann mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht werden.The Locating device and the locating method with the features of independent claims have in contrast the advantage that the accuracy of the location is improved. The in particular, the present invention enables accurate Detection of closely spaced rising or falling Traffic path sections. This will make it possible, for example between upper and lower road sections to distinguish (eg highways in Shanghai). Also Einund Exits of parking garages or the detection of different Parking decks can be made possible with the present invention become.
Dazu werden mit Ortungsmitteln eine erste Position bestimmt und aus einer Karte, in der Verkehrswege eines Verkehrswegenetzes verzeichnet sind, solche Verkehrswege als mögliche Positionen angenommen, die in der Nähe der ersten Position liegen, weiterhin ein Antriebsaufwand, insbesondere zum Antrieb des Fahrzeugs, bestimmt und daraus auf eine Steigung des aktuell benutzten Verkehrsweges geschlossen und schließlich die ermittelte Steigung mit in der Karte verzeichneten Informationen über die Steigungen oder aus in der Karte verzeichneten Informationen ermittelten Informationen über die Steigungen von den als mögliche Position angenommenen Verkehrswegen verglichen, so dass aus diesem Vergleich ein Verkehrsweg als wahrscheinlichster Standort bestimmt werden kann.To be determined with locating a first position and from a Map in which traffic routes of a traffic route network are recorded, such traffic routes are assumed as possible positions, which are close to the first position, continue to Drive effort, in particular for driving the vehicle determined and from this on a slope of the currently used traffic route closed and finally the determined slope with Information on the slopes was recorded on the map or from information recorded on the card Gradients from the traffic routes assumed as possible positions compared, so that from this comparison a traffic route as the most probable Location can be determined.
Die Informationen über die Steigungen von Streckenabschnitten können direkt in den Kartendaten den betroffenen Streckenabschnitten zugeordnet oder zuordenbar abgespeichert sein. Alternativ können vorzugsweise Höhenangaben zu einzelnen Stützpunkten, beispielsweise Verkehrsknoten des Streckennetzes zugeordnet sein, so dass die Steigungsangaben aus den Höhenangaben bestimmt werden können.The Information about the slopes of sections of track can directly in the map data the affected sections of track be assigned or stored to be stored. Alternatively you can preferably height information for individual interpolation points, For example, be assigned traffic nodes of the route network, so that the slope data are determined from the height information can.
Der Antriebsaufwand kann vorteilhaft auf einfache Weise aus Informationen über einen Energieverbrauch zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt werden. Damit kann vorteilhaft auf im Verbund Fahrzeug und Navigationssystem vorhandene Sensorik zurückgegriffen werden und es werden keine weiteren Sensoren wie Steigungs- oder Höhenmesser, erforderlich. Alternativ kann der Antriebsaufwand auch direkt als Antriebsleistung oder aus Antriebsmoment und Drehzahl der Antriebsmaschine bestimmt werden.Of the Drive effort can be beneficial in a simple way from information about an energy consumption for driving the vehicle can be determined. This can be beneficial to in the composite vehicle and navigation system existing sensors are used and it will be no other sensors like incline or altimeter, required. Alternatively, the drive effort can also directly as Drive power or drive torque and speed of the prime mover be determined.
Die Erfindung ist nicht auf motorgetriebene Fahrzeuge beschränkt, sondern kann vorteilhaft auch in Verbindung mit mobilen Einheiten, die auch als Fahrrad- oder Fußgängernavigation verwendet werden können, realisiert sein. Zur Ermittlung des Antriebsaufwandes kann hier beispielsweise die Herzschlagfrequenz des Benutzers ausgewertet werden, die infolge größerer Anstrengung beim Befahren oder Begehen eines Anstiegs über für eine ebene Strecke übliche Werte ansteigt.The Invention is not limited to motor vehicles, but can also be beneficial in connection with mobile units, which also as a bicycle or pedestrian navigation can be used, realized. For investigation the drive effort can here, for example, the heart rate evaluated by the user due to larger Effort when driving or making a climb over normal values for a flat route increases.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the figures and will be described below explained in more detail.
Es zeigenIt demonstrate
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die Erfindung wird nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit am Beispiel eines Navigationssystems für Fahrzeuge, welche Fahrzeug-Navigationssysteme regelmäßig eine Ortungsvorrichtung umfassen, als bevorzugtem Einsatzgebiet der Erfindung beschrieben. Eine anderweitige Verwendung der Erfindung ist denkbar und möglich und liegt im Bereich der Erfindung. Beispielsweise kann die Erfindung auch im Zusammenhang mit mobilen Einheiten, die als Fahrrad- oder Fußgänger-Navigation genutzt werden, angewendet werden.The In the following, the invention will be without limitation of generality the example of a navigation system for vehicles, which Vehicle navigation systems regularly a location device include, described as a preferred field of application of the invention. Another use of the invention is conceivable and possible and is within the scope of the invention. For example, the invention also related to mobile units that are called bicycle or Pedestrian navigation to be used, applied become.
Ausgangspunkt
ist die in
Die
in
Der
im vorliegenden Fall Satelliten-Empfänger
Herkömmlich
würde der Rechner
Neben
den Daten der Straßenabschnitte
Der
Rechner
Im
vorliegenden Fall der
Zur Echtzeit-Bestimmung, ob aktuell eine ansteigende, abfallende oder ebene Straße befahren wird, eignet sich als Maß für den Antriebsaufwand insbesondere die aktuelle Antriebsleistung der Antriebsmaschine des Fahrzeugs. Alternativ kann auch das Antriebsmoment zusammen mit der Motordrehzahl, aus dem sich wiederum die Leistung ermitteln lässt, betrachtet werden. Als indirektes Maß eignet sich insbesondere der Energieverbrauch, im Falle einer Brennkraftmaschine der Kraftstoffverbrauch. Dieser kann bei einem Fahrzeug mit Getriebe insbesondere auch zur aktuellen Getriebeübersetzung in Relation gesetzt werden. So ist der Energieverbrauch ein Maß für die aufgewandte Antriebsarbeit und damit den momentanen Antriebsaufwand zu einem bestimmten Zeitpunkt oder den Gesamtantriebsaufwand für eine bestimmte Strecke bzw. Steigung.to Real-time determination, whether currently a rising, falling or flat road is suitable as a measure of the drive effort in particular the current drive power of Driving machine of the vehicle. Alternatively, the drive torque along with the engine speed, which in turn gives the power can be considered. As an indirect measure is suitable in particular the energy consumption, in the case of an internal combustion engine the fuel consumption. This can be in a vehicle with gearbox especially for the current gear ratio in Relation be set. So energy consumption is a measure of the spent drive work and thus the current drive effort at a given time or the total driving effort for a certain distance or slope.
Zur Bestimmung des Standorts auf einer ansteigenden, abfallenden oder ebenen Strecke kann somit insbesondere der momentane Antriebsaufwand, beispielsweise die Antriebsleistung zur Steigung des vermuteten Straßenabschnitts oder ein Gesamtaufwand, etwa der Kraftstoffverbrauch, für eine bestimmte zurückgelegte Wegstrecke zu der Höhendifferenz auf dieser Strecke in Relation gesetzt werden.to Determination of the site on an ascending, descending or plane distance can thus in particular the momentary drive effort, For example, the drive power to the slope of the suspected Road section or a total effort, such as fuel consumption, for a certain distance covered the height difference in relation to this distance become.
Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ortungsvorrichtung
und des erfindungsgemäßen Ortungsverfahrens werden
nachfolgend nochmals anhand des Ablaufplans der
Das
Verfahren läuft in einer Endlos-Schleife. In der Ortungsvorrichtung
In einer vorteilhaften und bevorzugten Erweiterung wird der aktuelle Antriebsaufwand, also insbesondere Kraftstoffverbrauch, nicht mit einem fixen oberen oder unteren Schwellwert verglichen, sondern mit einer Kraftstoffverbrauchs-Kennlinie. Diese ist abhängig von Beschleunigung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wodurch sich eine genauere Aussage über den Kraftstoffverbrauch unter Last erzielen lässt.In an advantageous and preferred extension is the current one Drive effort, so in particular fuel consumption, not with but compared to a fixed upper or lower threshold with a fuel consumption characteristic. This is dependent of acceleration and speed of the vehicle, resulting in a more precise statement about the fuel consumption below Achieve load.
Als Eingangsgrößen werden verwendet:
- – aktueller Kraftstoffverbrauch
- – aktuelle Motordrehzahl
- – aktuell eingelegter Gang
- – aktuelle Motortemperatur
- – aktuelle Position
- – digitale Karte (mit verzeichneten Auf-/Abfahrten)
- – Schwellwert für Kraftstoffverbrauch bzw. Kraftstoffverbrauchskennlinie(n)
- – optional: aktuelle Beschleunigung (kann aus zwei aufeinanderfolgenden Messwerten ermittelt werden)
- – optional: aktuelle Geschwindigkeit (ist proportional zur Motordrehzahl und eingelegter Gang).
- - current fuel consumption
- - current engine speed
- - currently engaged gear
- - current engine temperature
- - actual position
- - digital map (with registered ascents / descents)
- Threshold for fuel consumption or fuel consumption characteristic curve (s)
- - optional: current acceleration (can be determined from two consecutive measured values)
- - optional: current speed (proportional to engine speed and engaged gear).
In einer erfindungsgemäßen Erweiterung wird vorgeschlagen, dass der Kraftstoffverbrauch beispielsweise in Abhängigkeit von Beschleunigung und Geschwindigkeit, vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit eines Beladungszustandes des Fahrzeugs, aufgezeichnet wird. Dies hat den Vorteil, dass diese Kennlinie vorab nicht bekannt sein muss, sondern nach und nach durch die verschiedenen Fahrzustände erst entsteht. Sobald eine ausreichende Kennlinie entstanden ist, kann die Rampenerkennung beginnen.In an extension according to the invention is proposed that the fuel consumption, for example, depending of acceleration and speed, preferably in addition depending on a loading condition of the vehicle, is recorded. This has the advantage that this characteristic in advance must not be known, but gradually through the different Driving conditions only arises. Once a sufficient characteristic has arisen, the ramp detection can begin.
Die zur Auswertung verwendeten Signale müssen nicht auf Motor-Steuersignale beschränkt sein. Es ist beispielsweise auch möglich, auch über eine CAN-Vernetzung verfügbare Daten eines ESP-Systems, Getriebe-Daten oder des an den CAN-Bus angeschlossenen Luftdrucksensors einer Klima-Anlage oder dergleichen zur Ermittlung des Antriebsaufwandes zu verwenden. Im Grunde können hier alle Sensoren und Signale in verschiedenen Systemen verwendet werden, die einen Rückschluss über den Antriebsaufwand oder die ”Anstrengung” beim Befahren einer Rampe zulassen.The Signals used for evaluation do not need to be on motor control signals be limited. For example, it is also possible also data available via a CAN network an ESP system, transmission data or the one connected to the CAN bus Air pressure sensor of an air conditioning system or the like for the determination to use the drive effort. Basically you can here all sensors and signals are used in different systems, a conclusion about the drive effort or the "effort" when driving on a ramp allow.
Im Falle eines Navigationssystems für beispielsweise Radfahrer oder Fußgänger können darüber hinaus alternativ auch biometrische Daten zur Bestimmung einer aktuellen Anstrengung als Indiz für einen ktuell befahrenen begangenen Anstieg ausgewertet werden. Hierzu eignet sich beispielsweise die Herzschlagfrequenz, die in an sich bekannter Weise mit entsprechenden Pulsmessern ausgewertet werden kann.in the Case of a navigation system for example for cyclists or pedestrians can do about it In addition, biometric data to determine a current Effort as an indication of a ctuell traveled committed Increase are evaluated. For this purpose, for example, the Heart rate, in a conventional manner with appropriate Heart rate monitors can be evaluated.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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