DE102011082571A1

DE102011082571A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011082571A1
Application number: DE201110082571
Authority: DE
Inventors: Stefan Nordbruch; Christian Braeuchle; Thomas Kropf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2013-03-14
Also published as: US20140316690A1; WO2013037532A1; EP2756265A1; CN103797333A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (101) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (203), umfassend eine Positionsbestimmungseinrichtung (103) zum Bestimmen der Position und einem Sender (105) zum Senden der Position an das Fahrzeug (203). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und ein System (501) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (203). Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, ein System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs und ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Die Verwendung von Navigationssystemen in einem Fahrzeug zur Bestimmung der Fahrzeugposition ist als solche beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 2004/102986 A2 bekannt.
Bei der Verwendung von Navigationssystemen, welche in der Regel Global Positioning System-(GPS)-Sensoren umfassen, kann es vorkommen, dass ein Empfang der für die Verwendung der GPS-Sensoren benötigten Satelliten nicht ausreicht, um eine Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
Des Weiteren ist nicht jedes Fahrzeug mit einem Navigationssystem ausgestattet, da dieses in der Regel technisch aufwändig in dem Fahrzeug installiert werden muss.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs anzugeben, welche es ermöglicht, die Fahrzeugposition zu bestimmen, auch wenn das Fahrzeug selber kein Navigationssystem aufweist bzw. wenn ein Empfang von Satelliten gestört ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Fahrzeug, ein entsprechendes System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs und ein entsprechendes Computerprogramm anzugeben.
Nach einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Positionsbestimmungseinrichtung, mittels welcher die Position des Fahrzeugs bestimmt werden kann. Ferner ist ein Sender vorgesehen, welcher die Position, die mittels der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt wurde, an das Fahrzeug senden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs bereitgestellt. Hierbei wird die Position des Fahrzeugs bestimmt und an das Fahrzeug gesendet.
Nach einem anderen Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs umfasst.
Nach noch einem weiteren Aspekt wird ein System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das System einen externen Server und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs umfasst, wobei der Sender ferner ausgebildet ist, die Position des Fahrzeugs an den externen Server zu senden.
Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, mittels einer externen Positionsbestimmungseinrichtung die Fahrzeugposition zu bestimmen und anschließend diese bestimmte Fahrzeugposition an das Fahrzeug selber zu senden. Mit der Formulierung "extern" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Bereich außerhalb des Fahrzeugs gekennzeichnet, dessen Position bestimmt werden soll. Das heißt also insbesondere, dass eine externe Positionsbestimmungseinrichtung extern von dem Fahrzeug angeordnet ist und nicht in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, dessen Position bestimmt werden soll.
Dadurch also, dass die Fahrzeugposition extern von dem Fahrzeug bestimmt und das Fahrzeug gesendet wird, braucht das Fahrzeug selber kein Navigationssystem aufzuweisen, um seine Fahrzeugposition zu bestimmen. Hierdurch entfällt ein technischer Installationsaufwand eines Navigationssystems in dem Fahrzeug. Ferner spielt es auch keine Rolle, ob das Fahrzeug, dessen Fahrzeugposition bestimmt werden soll, einen für die Verwendung eines GPS-Sensors ausreichenden Satellitenempfang hat, da die Fahrzeugposition mittels externer Mittel, hier insbesondere mittels der Positionsbestimmungseinrichtung, bestimmt wird. So kann sich beispielsweise das Fahrzeug in einem Tunnel befinden und trotzdem seine Position erhalten.
Darüber hinaus kann das Fahrzeug, dessen Position extern bestimmt wurde, diese extern bestimmte Fahrzeugposition in vorteilhafter Weise verwenden, um eine Genauigkeit einer Fahrzeugposition, die das Fahrzeug beispielsweise mittels eines Navigationssystems für sich selber bestimmt hat, also eine intern bestimmte Fahrzeugposition, zu verbessern. So kann beispielsweise eine Genauigkeit eines GPS-Sensors eines Navigationssystems ausreichend sein, um das Fahrzeug mittels der internen Positionsbestimmung auf einer bestimmten Straße zu verorten, nicht jedoch, auf welcher Fahrspur genau sich das Fahrzeug befindet. Mittels der extern bestimmten Fahrzeugposition kann dann insbesondere in vorteilhafter Weise die Genauigkeit der intern bestimmten Fahrzeugposition insoweit verbessert werden, dass das Fahrzeug Kenntnis darüber erlangt, auf welcher Fahrspur es sich befindet.
Nach einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs in einem weiteren Fahrzeug angeordnet. Das heißt also insbesondere, dass das weitere Fahrzeug mittels der Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Fahrzeugs ermittelt bzw. bestimmt und diese Position dann an das Fahrzeug sendet. Zum Empfangen der gesendeten Position kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Fahrzeug einen entsprechend ausgebildeten Empfänger aufweist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Positionsbestimmungseinrichtung ferner ausgebildet, eine momentane Position der Positionsbestimmungseinrichtung zu bestimmen. Ferner ist insbesondere ein Sensorsystem zum Erfassen einer kinematischen Zustandsgröße des Fahrzeugs gebildet. Es wird also zum einen die momentane Position der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt. Zum anderen wird sensorisch eine kinematische Zustandsgröße des Fahrzeugs erfasst, dessen Position bestimmt werden soll. Unter einer kinematischen Zustandsgröße im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine physikalische Größe verstanden, die eine Bewegung des Fahrzeugs beschreiben kann. Insbesondere kann eine kinematische Zustandsgröße eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs umfassen. Bei den vorgenannten Größen kann es sich insbesondere um eine vektorielle Größe handeln, so dass auch die Richtung, in der das Fahrzeug fährt oder beschleunigt, mitberücksichtigt wird. Insbesondere kann es sich bei einer kinematischen Zustandsgröße auch um einen Abstand zwischen der Positionsbestimmungseinrichtung und dem Fahrzeug selber handeln. Bei der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Fahrzeugs kann es sich insbesondere um eine absolute und/oder um eine relative Größe handeln. Relativ bedeutet hier insbesondere, dass die erfasste Zustandsgröße relativ zu der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt wird. Wenn die Vorrichtung insbesondere in einem Fahrzeug angeordnet ist, so wird die kinematische Zustandsgröße insbesondere relativ zu dem Fahrzeug bestimmt. Das heißt also insbesondere, dass eine Relativgeschwindigkeit und/oder eine Relativbeschleunigung in Bezug zu dem Fahrzeug mit der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt werden.
Basierend auf der Position der Positionsbestimmungseinrichtung und der kinematischen Zustandsgröße kann dann in vorteilhafter Weise eine Position des Fahrzeugs berechnet und an das Fahrzeug gesendet werden.
Allgemein sind insbesondere die Positionsbestimmungseinrichtung und das Sensorsystem einem physischen Objekt zugeordnet. Das heißt also insbesondere, dass das physische Objekt die Positionsbestimmungseinrichtung und das Sensorsystem umfasst. Bei dem physischen Objekt kann es sich beispielsweise um ein fest angeordnetes, das heißt stationäres, physisches Objekt handeln. Das heißt also insbesondere, dass das stationäre Objekt neben oder in der Nähe einer Straße angeordnet ist und die Positionen der auf der Straße vorbeifahrenden Fahrzeuge bestimmt und anschließend die entsprechenden Positionen an die jeweiligen Fahrzeuge sendet.
Bei dem physischen Objekt kann es sich insbesondere auch um ein weiteres Fahrzeug handeln. Das heißt also insbesondere, dass das weitere Fahrzeug seine eigene momentane Fahrzeugposition bestimmt, eine kinematische Zustandsgröße des Fahrzeugs erfasst, dessen Fahrzeugposition bestimmt werden soll, basierend auf der kinematischen Zustandsgröße und der eigenen momentanen Fahrzeugposition die Position des Fahrzeugs bestimmt und anschließend diese Position auch an das Fahrzeug sendet, so dass das Fahrzeug dann in vorteilhafter Weise Kenntnis über seine eigene Fahrzeugposition erlangt.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, um die momentane Position des physischen Objekts zu bestimmen, dass ein Global Positioning System-(GPS)-System verwendet wird. Insbesondere kann auch ein differenzielles GPS-System verwendet werden. Falls es sich bei dem physischen Objekt um ein Fahrzeug handelt, kann hierfür insbesondere auch ein Odometrie-Sensorsystem vorgesehen sein.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Sensorsystem einen oder mehrere Radarsensoren. Insbesondere kann das Sensorsystem einen oder mehrere Ultraschallsensoren umfassen. Vorzugsweise kann das Sensorsystem eine Videokamera, insbesondere eine 3D-Videokamera, ein Umfeldkamerasystem zum bildlichen Erfassen eines 360°-Umfelds eines Fahrzeugs, einen Lidar-Sensor, einen Flugzeitsensor und/oder einen Fotomischdetektor, auf englisch auch Photonic Mixing Device-(PMD)-Sensor genannt, umfassen. Ein PMD-Sensor kann insbesondere als ein Bildsensor in TOF-Kameras verwendet werden, wobei TOF für „Time of Flight“ steht, und auf Lichtlaufzeitverfahren basiert. Bei der Videokamera kann es sich insbesondere um eine Sterovideokamera handeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Sensorsystem als ein Umfeldsensorsystem eines Fahrzeugassistenzsystems gebildet sein. Das heißt also insbesondere, dass das Umfeldsensorsystem eines Fahrzeugassistenzsystems dafür verwendet wird, eine kinematische Zustandsgröße des Fahrzeugs zu erfassen. Ein Umfeldsensorsystem eines Fahrzeugassistenzsystems im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere die vorgenannten Sensorarten bzw. Videokamerasysteme. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Radarsensoren eines adaptiven Geschwindigkeitsreglers auch dafür verwendet werden, eine kinematische Zustandsgröße des Fahrzeugs zu erfassen und zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs zu verwenden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Position des Fahrzeugs an einen externen Server gesendet wird. Das heißt also insbesondere, dass die Position an einen Server gesendet wird, welcher nicht in irgendeinem Fahrzeug angeordnet ist. Dieser externe Server kann beispielsweise in vorteilhafter Weise die Position des Fahrzeugs an andere Fahrzeuge senden, so dass die anderen Fahrzeuge in vorteilhafter Weise Kenntnis darüber erlangen, wo sich das Fahrzeug befindet. Insbesondere wenn die jeweiligen Positionen von einer Vielzahl an Fahrzeugen bestimmt werden, können diese Fahrzeuge jeweils Kenntnis über die anderen Positionen der Fahrzeuge erlangen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erfasste Zustandsgröße und die momentane Position an den externen Server gesendet werden, welcher abhängig davon die Position des Fahrzeugs bestimmt. Somit kann eine gegebenenfalls zeitaufwändige und rechenaufwändige Berechnung der Fahrzeugposition basierend auf der erfassten Zustandsgröße und der momentanen Position auf den externen Server ausgelagert werden.
Wenn die momentane Position bekannt ist und darüber hinaus noch eine kinematische Zustandsgröße des Fahrzeugs, dessen Position bestimmt werden soll, bekannt ist, wobei es sich hier insbesondere um einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Positionsbestimmungseinrichtung bzw. dem physischen Objekt handeln kann, kann die Position des Fahrzeugs ermittelt bzw. berechnet werden. Beispielsweise kann hierfür ein Triangulationsverfahren, insbesondere ein Triangulationsverfahren mittels eines Satelliten, verwendet werden.
Eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen bzw. zwischen einem Fahrzeug und einem externen Server kann insbesondere mittels drahtloser Kommunikationsverfahren durchgeführt werden. Insbesondere kann es sich hierbei um WLAN-Kommunikationsverfahren und/oder um Long Term Evolution-(LTE)-Kommunikationsverfahren handeln.
Nach einer Ausführungsform wird der bestimmten Position ein Qualitätsfaktor, auch Quality Flag auf Englisch genannt, zugeordnet, welcher insbesondere normiert sein kann. Somit erhält das Fahrzeug, dessen Position bestimmt wird, in vorteilhafter Weise eine Information darüber, wie zuverlässig die bestimmte Position ist bzw. mit welcher Genauigkeit diese ermittelt wurde. Ein Qualitätsfaktor kann insbesondere auch eine Information über einen Typ und/oder eine Qualität eines Sensorsystems, beispielsweise ob es qualitativ hochwertige oder minderwertige Bauteile aufweist, umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug von mehreren weiteren Fahrzeugen und/oder physischen Objekten seine von dem jeweiligen Fahrzeug respektive Objekt bestimmte Fahrzeugposition empfängt. Hier kann nun insbesondere vorgesehen sein, dass das Fahrzeug eine Mittelung über die verschiedenen Fahrzeugpositionen durchführt, um eine gemittelte Fahrzeugposition für sich zu bestimmen. Diese Mittelung kann insbesondere auch mittels eines externen Servers durchgeführt werden und dann vorzugsweise an das Fahrzeug gesendet werden. Hierbei kann dann beispielsweise in vorteilhafter Weise eine entsprechende Mittelungsvorrichtung des Fahrzeugs bezüglich einer Rechenleistung schwächer ausgelegt werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass für die Mittelung die verschiedenen Fahrzeugpositionen mit unterschiedlichen Gewichtungsfaktoren gewichtet werden, so dass beispielsweise Fahrzeugpositionen, welche mittels eines modernen Sensorsystems bestimmt wurden, eine höhere Gewichtung erfahren als Fahrzeugpositionen, welche mittels eines älteren Sensorsystems ermittelt wurden. Auch die Art bzw. der Typ des Sensorsystems kann mittels einer entsprechenden Gewichtung berücksichtigt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass für die Mittelung die verschiedenen Fahrzeugpositionen mit Zeitfaktoren gewichtet werden, so dass beispielsweise zeitlich jünger bestimmte Fahrzeugpositionen stärker berücksichtigt werden als zeitlich ältere Fahrzeugpositionen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs,
2 zwei Fahrzeuge,
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs,
4 ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs,
5 ein System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs,
6 mehrere Fahrzeuge auf einer Straße,
7 mehrere Fahrzeuge auf einer Straße und
8 mehrere Fahrzeuge auf einer Straße.
Im Folgenden werden für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. 1 zeigt eine Vorrichtung 101 zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (nicht gezeigt). Die Vorrichtung 101 umfasst eine Positionsbestimmungseinrichtung 103 zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs. Ferner umfasst die Vorrichtung 101 einen Sender 105, welcher die Position des Fahrzeugs an das Fahrzeug sendet.
Dadurch, dass extern von dem Fahrzeug die Position des Fahrzeugs bestimmt wird und diese dann an das Fahrzeug gesendet wird, wird das Fahrzeug in vorteilhafter Weise in Kenntnis über seine momentane Fahrzeugposition versetzt. Dadurch ist es ermöglicht, dass das Fahrzeug selber kein Navigationssystem zur Bestimmung seiner eigenen Fahrzeugposition benötigt. Ferner kann das Fahrzeug so auch Kenntnis über seine Fahrzeugposition erlangen, auch wenn ein Kontakt von einem GPS-Sensor zu einem Satelliten gestört ist, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in einem Tunnel befindet.
2 zeigt zwei Fahrzeuge 201 und 203. Das Fahrzeug 201 umfasst die Vorrichtung 101 aus 1. Mittels der Positionsbestimmungseinrichtung 103 wird die Position des Fahrzeugs 203 bestimmt. Die so bestimmte Position wird dann mittels des Senders 105 von dem Fahrzeug 201 an das Fahrzeug 203 gesendet, so dass das Fahrzeug 203 Kenntnis über seine Fahrzeugposition erlangt. Hierfür kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 203 über einen entsprechend ausgebildeten Empfänger (nicht gezeigt) verfügt.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 101 in oder an einem stationären physischen Objekt angeordnet ist. Ein solches Objekt kann beispielsweise fest an oder neben einer Straße angeordnet sein und die momentanen Fahrzeugpositionen von vorbeifahrenden Fahrzeugen bestimmen und die bestimmten Positionen an die entsprechenden Fahrzeuge senden.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Positionsbestimmungseinrichtung 103 einen GPS-Sensor, insbesondere einen differenziellen GPS-Sensor. Mittels des Sensors kann dann in vorteilhafter Weise eine momentane Position des Fahrzeugs 201 selber bestimmt werden, also insbesondere der Positionsbestimmungseinrichtung 103 selber. Ferner umfasst die Positionsbestimmungseinrichtung 103 insbesondere ein Sensorsystem zum Erfassen einer kinematischen Zustandsgröße des Fahrzeugs 203. Bei der Zustandsgröße handelt es sich insbesondere um einen Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen 201 und 203. Das heißt also insbesondere, dass das Sensorsystem einen Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen 201 und 203 erfasst. Abhängig von dem erfassten Abstand und der momentanen Fahrzeugposition des Fahrzeugs 201 kann dann die momentane Fahrzeugposition des Fahrzeugs 203 berechnet werden. Beispielsweise kann hierfür ein Triangulationsverfahren verwendet werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs. In einem Schritt 301 wird die Position des Fahrzeugs bestimmt. In einem Schritt 303 wird die bestimmte Position an das Fahrzeug gesendet.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs. In einem Schritt 401 wird eine momentane Position einer Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt. In einem Schritt 403 wird dann ein Abstand zwischen der Positionsbestimmungseinrichtung und dem Fahrzeug erfasst. In einem Schritt 405 wird abhängig von der momentanen Position der Positionsbestimmungseinrichtung und dem erfassten Abstand eine Position des Fahrzeugs bestimmt, welche dann in einem Schritt 407 an das Fahrzeug gesendet wird.
Zusätzlich zum Abstand kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass eine absolute und/oder relative Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst wird. Relativ bedeutet hierbei insbesondere, dass es sich bei der entsprechenden Größe um eine Größe des Fahrzeugs in Bezug zu der Positionsbestimmungseinrichtung handelt. Insbesondere wenn die Positionsbestimmungseinrichtung in einem weiteren Fahrzeug angeordnet ist, werden hier eine Relativgeschwindigkeit und/oder eine Relativbeschleunigung zwischen den beiden Fahrzeugen gemessen. Ferner kann auch ein Winkel des Fahrzeugs erfasst werden.
Alternativ oder ergänzend kann in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass im Schritt 407 die erfassten Zustandsgrößen und die momentane Position an einen externen Server gesendet werden, welcher abhängig davon die Position des Fahrzeugs berechnet und diese dann an das Fahrzeug sendet. Vorzugsweise kann der externe Server die Position des Fahrzeugs an weitere Fahrzeuge senden. Somit wird in vorteilhafter Weise eine Vielzahl von Fahrzeugen auf einer Straße in Kenntnis über die Position eines Fahrzeugs versetzt. Insbesondere wenn die Positionen von mehreren Fahrzeugen bestimmt werden, kann der Server die so bestimmten Fahrzeugpositionen an die einzelnen Fahrzeuge senden, so dass jedes Fahrzeug in Kenntnis darüber versetzt wird, wo sich die anderen Fahrzeuge, welche sich auch noch auf der Straße befinden, exakt befinden. Diese Information kann dann beispielsweise mittels eines Bildschirms einem Fahrer angezeigt werden, so dass dieser auch bei schlechten Sichtverhältnissen Bescheid weiß, wo sich wie viele Fahrzeuge befinden. Insbesondere kann diese Information auch Fahrerassistenzsystemen zur Verfügung gestellt werden, welche abhängig davon entscheiden können, ob sie in ein Bremssystem, ein Antriebssystem oder ein Lenkungssystem des Fahrzeugs eingreifen, um das Fahrzeug zu bremsen, zu beschleunigen und/oder zu lenken, um eventuelle gefährliche Fahrsituationen zu verhindern.
5 zeigt ein System 501 zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs 503. Das System 501 umfasst die Vorrichtung 101 und einen externen Server 505. Die Vorrichtung 101 erfasst die Position des Fahrzeugs 503 und sendet diese an den externen Server 505. Der externe Server 505 sendet dann die Position des Fahrzeugs 503 an weitere Fahrzeuge 507. Vorzugsweise sendet der Server 505 die Position des Fahrzeugs 503 ebenfalls an das Fahrzeug 503.
6 zeigt eine Straße 601, auf welcher sich sechs Fahrzeuge 603, 605, 607, 609, 611 und 613 befinden. Das Fahrzeug 603 ist ein stationäres Fahrzeug. Das heißt also insbesondere, dass das Fahrzeug 603 sich nicht auf der Straße 601 bewegt, sondern hält. Die anderen fünf Fahrzeuge 605, 607, 609, 611 und 613 fahren in einer gemeinsamen Fahrtrichtung entlang der Straße 601.
Weiterhin ist rechts neben der Straße 601 ein stationäres physisches Objekt 615 angeordnet, dessen Position den Fahrzeugen 603, 605, 607, 609, 611 und 613 bekannt ist. Beispielsweise kann das Objekt 615 in einer digitalen Karte eines Navigationssystems eingezeichnet sein.
Die fünf Fahrzeuge 603, 605, 607, 609, 611 und 613 erfassen jeweils mit ihren entsprechenden nicht gezeigten Sensorsystemen eine kinematische Zustandsgröße der anderen Fahrzeuge bzw. des Fahrzeugs 603 und des Objekts 615. Insbesondere wird hier ein jeweiliger Abstand zwischen zwei Fahrzeugen bzw. zwischen einem Fahrzeug und dem Objekt 615 erfasst. Es kann aber auch vorgesehen ein, dass eine absolute und/oder relative Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Fahrzeuge erfasst wird. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass ein Winkel der einzelnen Fahrzeuge zueinander erfasst wird. Dieses sensorische Erfassen wird hier mittels verschiedener Symbole dargestellt, welche in der Zeichnung mit den Bezugszeichen 617 gekennzeichnet sind.
Bei den einzelnen Sensorsystemen kann es sich beispielsweise um einen Ultraschallsensor, einen Videosensor, einen Radarsensor, einen PMD-Sensor oder eine nach hinten gerichtete Sensorik handeln.
Die Fahrzeuge 603, 605, 607, 609, 611 und 613 tauschen die jeweils erfassten Zustandsgrößen untereinander aus. Ferner tauschen diese Fahrzeuge, sofern vorhanden, ihre eigene momentane Fahrzeugposition aus, welche insbesondere mittels eines GPS-Sensors ermittelt werden kann. Abhängig von den einzelnen momentanen Fahrzeugpositionen und den erfassten kinematischen Zustandsgrößen der einzelnen Fahrzeuge können die Fahrzeuge selber ihre entsprechende Fahrzeugposition ermitteln bzw. berechnen und gegebenenfalls auch noch die Fahrzeugpositionen der anderen Fahrzeuge berechnen. Falls ein Fahrzeug bereits selber mittels eines GPS-Sensors seine eigene Fahrzeugposition bestimmt hat, können die Daten, welche an das Fahrzeug gesendet wurden, zu einer Verbesserung der Genauigkeit der mittels des GPS-Sensors gemessenen Fahrzeugposition verwendet werden.
Eine Kommunikation der einzelnen Fahrzeuge untereinander ist hier mit einem gebogenen Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 619 gekennzeichnet. Eine Kommunikation der einzelnen Fahrzeuge untereinander kann insbesondere mittels eines WLAN-Kommunikationsverfahrens und/oder LTE-Kommunikationsverfahren und/oder Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)-Mobilfunkverfahren durchgeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kommunikation zwischen den einzelnen Fahrzeugen verschlüsselt wird.
7 zeigt eine Straße 601, auf welcher sich vier Fahrzeuge 701, 703, 705 und 707 hintereinander in eine gemeinsame Fahrtrichtung bewegen. Ein stationäres physisches Objekt 709 ist links neben der Straße 601 angeordnet. Auch die Position des Objekts 709 ist den Fahrzeugen 701, 703, 705 und 707 bekannt. Die einzelnen Fahrzeuge erfassen einen jeweiligen Abstand untereinander bzw. eine Relativgeschwindigkeit und/oder eine Absolutgeschwindigkeit, eine Relativund/oder Absolutbeschleunigung und/oder einen Winkel der Fahrzeuge zueinander mittels ihrer jeweiligen Sensorsysteme. Ferner können die Fahrzeuge auch jeweils einen Abstand zwischen sich und dem Objekt 709 erfassen. Es kann auch insbesondere vorgesehen sein, dass die Position des Objekts 709 von zumindest einem der Fahrzeuge 701, 703, 705 und 707 erfasst wird und den anderen Fahrzeugen mitgeteilt wird.
In dem in 7 gezeigte Beispiele haben die beiden Fahrzeuge 707 und 705 keinen ausreichenden Empfang, um mittels ihres GPS-Sensors eine Positionsbestimmung ihrer eigenen Fahrzeugposition zu bestimmen. Es kann auch der Fall vorkommen, dass die beiden Fahrzeuge 707 und 705 zwar für sich bereits eine eigene Fahrzeugposition intern bestimmt haben. Diese ist aber nicht ausreichend genau, um beispielsweise eine Aussage darüber zu treffen, auf welcher Fahrspur oder welchen Fahrspuren sich die Fahrzeuge 707 und 705 genau befinden. Die Fahrzeuge 701 und 703 haben aber einen ausreichenden Empfang für eine Positionsbestimmung mittels eines GPS-Sensors für ihre eigene Fahrzeugposition. Da aber ein jeweiliger Abstand der einzelnen Fahrzeuge zueinander erfasst und somit bekannt ist, können die Fahrzeuge 701 und 703 basierend auf ihrer eigenen Fahrzeugposition und auf den Abständen bzw. den weiteren kinematischen Zustandsgrößen die Fahrzeugposition der Fahrzeuge 705 und 707 berechnen und an diese senden. Sofern die Fahrzeuge 705 und 707 bereits für sich selber eine, wenn auch gegebenenfalls nicht ausreichend genaue, Fahrzeugposition bestimmt haben, kann die gesendete Fahrzeugposition verwendet werden, um eine Genauigkeit der entsprechenden intern bestimmten Fahrzeugposition zu verbessern, so dass beispielsweise in vorteilhafter Weise eine Aussage darüber getroffen werden kann, auf welcher Fahrspur bzw. welchen Fahrspuren sich die Fahrzeuge 705 und 707 genau befinden. Die im Zusammenhang mit den beiden Fahrzeugen 705 und 707 gemachten Ausführungen gelten analog für die beiden Fahrzeuge 701 und 703, so dass auch diese eine Genauigkeit ihrer selbst bestimmten Fahrzeugposition in vorteilhafter Weise verbessern können.
8 zeigt eine Straße 601, auf welcher sich vier Fahrzeuge 801, 803, 805 und 807 befinden, welche in eine gemeinsame Fahrtrichtung fahren. Ein Erfassungswinkel der entsprechenden Sensorsysteme der einzelnen Fahrzeuge 801, 803, 805 und 807 ist hier mit dem Bezugszeichen 809 gekennzeichnet.
Hier kann insbesondere vorgesehen sein, dass den von den einzelnen Fahrzeugen erfassten jeweiligen Zustandsgrößen und der eigenen Fahrzeugposition jeweils ein Qualitätsfaktor zugeordnet wird, welcher insbesondere ein Maß für die Genauigkeit sein kann, mittels welcher die einzelnen Größen bzw. Daten ermittelt wurden. Beispielsweise kann dem Fahrzeug 801 bezüglich seinem Entfernungsmessungssystem, mittels welchen die Zustandsgrößen erfasst wurden, ein schlechter Qualitätsfaktor zugeordnet werden, da es sich um das Entfernungsmessungssystem beispielsweise um eine einfache Smartphonekamera handelt. Das Fahrzeug 803 weist beispielsweise einen mittleren Qualitätsfaktor auf, da das entsprechende Erfassungssystem, mittels welchen die Zustandsgrößen erfasst wurden, beispielsweise eine Standardkamera mit einer ausreichend großen Sensorfläche aufweist. Das Fahrzeug 805 weist beispielsweise einen guten Qualitätsfaktor auf, da das entsprechende Erfassungssystem, mittels welchen die Zustandsgrößen erfasst wurden, eine Stereokamera aufweist. Das Fahrzeug 807 weist beispielsweise einen schlechten Qualitätsfaktor auf, da das entsprechende Erfassungssystem, mittels welchen die Zustandsgrößen erfasst wurden, eine Rückfahrkamera aufweist.
Wenn beispielsweise ein Fahrzeug mit einem differenziellen GPS-Sensor ausgerüstet ist, so kann diesem dann vorzugsweise ein hoher Qualitätsfaktor zugeordnet werden. Bei einem einfachen GPS-Sensor wird den entsprechenden Daten beispielsweise ein mittlerer Qualitätsfaktor zugeordnet.
Es stehen somit insbesondere folgende Ergebnisse einer entsprechenden Entfernungsessung und insbesondere einer Geschwindigkeits-, Beschleunigungsoder Winkelmessung zur Verfügung:
Das Fahrzeug 805 kann die Zustandsgrößen der Fahrzeuge 803 und 807 erfassen, da diese in seinem entsprechenden Erfassungswinkel 809 angeordnet sind.
Das Fahrzeug 807 kann aufgrund seiner Rückfahrkamera die Zustandsgrößen des Fahrzeugs 803 und mittels weiterer Sensoren auch Zustandsgröße von nicht gezeigten vorausfahrenden Fahrzeugen erfassen.
Das Fahrzeug 801 kann die Zustandsgrößen des Fahrzeugs 803 erfassen.
Eine Kommunikation der Fahrzeuge 801, 803, 805 und 807 untereinander und eine entsprechende Erfassung der jeweiligen Abstände zueinander ist analog zu den in 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen unter Bezugnahme auf zwei Fahrzeuge F1 und F2 beschrieben.
In einer ersten Ausführungsform hat das Fahrzeug F1 entweder keinen GPS-Sensor oder gerade keinen Empfang für den GPS-Sensor, so dass das Fahrzeug F1 seine eigene Position nicht bestimmen kann. Hierbei kann sich das Fahrzeug F1 in einem Tunnel oder in einer Stadt mit schlechtem GPS-Empfang befinden.
Das Fahrzeug F2 erfasst über sein Sensorsystem die relative Position des Fahrzeugs F1, das heißt insbesondere den Abstand zwischen F1 und F2, und insbesondere optional eine Geschwindigkeit und/oder einen Winkel von dem Fahrzeug F1.
Die eigene Position von dem Fahrzeug F2 sowie seine globale Orientierung, das heißt die Richtung seiner Geschwindigkeit, also seiner Fahrtrichtung, sind insbesondere mittels eines GPS-Sensors bestimmbar und somit bekannt.
Das Fahrzeug F2 kann nun anhand seiner eigenen Position und der mittels des Umfeldsensorsystems erfassten Größen die Fahrzeugposition von F1 bestimmen und diese an das Fahrzeug F1 und insbesondere auch an weitere Fahrzeuge senden.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise für das Fahrzeug F1, das für sich selber keine Fahrzeugposition bestimmen kann, eine Position ermittelt.
Vorzugsweise können die vorgenannten Schritte auch erweitert werden für eine Kette/Reihe von mehreren Fahrzeugen (Kolonne in einem Tunnel) und/oder für eine Integration von stationären Objekten, die ihre Positionen kennen. Hierbei tauschen dann die mehreren Fahrzeuge untereinander ihre jeweiligen erfassten relativen Abstände und weitere kinematischen Zustandsgrößen sowie, falls vorhanden, ihre eigene Fahrzeugposition.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel haben beide Fahrzeuge F1 und F2 einen GPS-Sensor und ausreichend Empfang, um ihre eigene Fahrzeugposition zu bestimmen. Mittels ihrer jeweiligen Umfeldsensorsysteme können sie einen relativen Abstand und gegebenenfalls eine Geschwindigkeit sowie einen Winkel zwischen F1 und F2 bestimmen. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass entweder nur eines der beiden Fahrzeuge F1 und F2 ein Umfeldsensorsystem hat oder auch beide.
Anhand der Information über die GPS-Positionen von F1 und F2, sowie deren Abstand und gegebenenfalls Geschwindigkeit sowie Winkel können noch exaktere und genauere Positionen der Fahrzeuge F1 und F2 ermittelt werden. Auch hier kann eine Erweiterung für mehrere Fahrzeuge und Objekte vorgesehen sein, welche analog durchgeführt wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können auch mehr als nur zwei Fahrzeuge oder Objekte vorgesehen sein. Hier können alle oder nur einige der Fahrzeuge ihre eigene Fahrzeugposition mittels eines GPS-Sensors bestimmen und Entfernungsdaten zu den anderen Fahrzeugen ermitteln. Auf Basis dieser Informationen können dann für alle Fahrzeuge ihre eigenen Fahrzeugpositionen bestimmt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel haben beide Fahrzeuge F1 und F2 einen GPS-Sensor, aber jeweils einen Satellitenkontakt zu wenig für eine ausreichend genaue Positionsbestimmung, oder zu schlechten Empfang, um eine ausreichend genaue Fahrzeugposition zu bestimmen. Es wird die Entfernung zwischen F1 und F2 mittels eines Sensorsystems ermittelt. Die ungenaue GPS-Position kann mittels der ermittelten Entfernung dann in vorteilhafter Weise genauer berechnet werden, insbesondere wenn noch zusätzlich eine Geschwindigkeit der Fahrzeuge F1 und F2 bzw. ein Winkel erfasst wird. Insbesondere kann bei der Berechnung eine Laufzeitkorrektur der Satelliten verwendet werden. Eine Erweiterung für mehrere Fahrzeuge oder Objekte funktioniert hier insbesondere analog.
Gemäß einer anderen Ausführungsform hat das Fahrzeug F1 einen GPS-Sensor und kann so seine eigene Fahrzeugposition bestimmen. Ferner ist ein stationäres Objekt O vorgesehen, welches eine dem Fahrzeug F1 bekannte Position hat, wobei diese Position insbesondere sehr exakt und genau bestimmt worden ist. Das Fahrzeug F1 ermittelt insbesondere die Entfernung zu dem stationären Objekt O, insbesondere mittels seines Sensorsystems, und kann abhängig von der Entfernung und seiner mittels des GPS-Sensors bestimmten Position eine noch genauere und exaktere Position für sich selber bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeuge ihre jeweils erfassten Daten bzw. bestimmten Positionen an einen externen Server senden, welcher dann beispielsweise die Berechnung für die Fahrzeuge durchführt und die exakten Positionen an die Fahrzeuge zurücksendet. Eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen und dem Server kann beispielsweise mittels des C2I-Kommunikationsverfahrens durchgeführt werden. Hier steht die Abkürzung C2I für den englischen Ausdruck „Car to Infrastructure“. Ein C2I-Kommunikationsverfahren bezeichnet insofern ein Kommunikationsverfahren von einem Fahrzeug zu einer Infrastruktur bzw. zu einem physischen Objekt, was kein Fahrzeug ist, wie beispielsweise eine Signalanlage oder eine Basisstation. Dadurch reicht es auch, dass die Fahrzeuge über Steuergeräte verfügen, welche nicht besonders leistungsstark sind, da die Berechnung ja extern durchgeführt wird. Es kann aber auch insbesondere eine Kombination von internen und externen Berechnungen durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/102986 A2 [0002]

Claims

Vorrichtung (101) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (203), umfassend eine Positionsbestimmungseinrichtung (103) zum Bestimmen der Position und einem Sender (105) zum Senden der Position an das Fahrzeug (203).
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (103) ferner ausgebildet ist, eine momentane Position der Positionsbestimmungseinrichtung (103) zu bestimmen, und ein Sensorsystem zum Erfassen einer kinematischen Zustandsgröße des Fahrzeugs (203) gebildet ist.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 2, wobei das Sensorsystem als ein Umfeldsensorsystem eines Fahrzeugassistenzsystems gebildet ist.
Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (203), wobei die Position des Fahrzeugs (203) bestimmt und an das Fahrzeug (203) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen der Position des Fahrzeugs (203) ein Erfassen einer kinematischen Zustandsgröße des Fahrzeugs (203) mittels eines Sensorsystems eines physischen Objekts umfasst, dessen momentane Position bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erfasste Zustandsgröße und die momentane Position an einen externen Server (505) gesendet werden, welcher abhängig davon die Position des Fahrzeugs (203) bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der externe Server (505) die Position des Fahrzeugs (203) an andere Fahrzeuge (203) sendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das physische Objekt ein weiteres Fahrzeug (201) ist.
Fahrzeug (203), umfassend eine Vorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
System (501) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (203), umfassend einen externen Server (505) und eine Vorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sender (105) ferner ausgebildet ist, die Position des Fahrzeugs (203) an den Server zu senden.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.