-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verbesserten Bestimmung einer Eigenposition eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein System zur verbesserten Bestimmung einer Eigenposition eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff von Anspruch 11.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits Positionsbestimmungssysteme für Kraftfahrzeuge auf Basis von globalen Navigationssattelitensystemen wie etwa GPS bekannt. Derartige Systeme werden in der Regel zur Routenführung genutzt. Weiterhin ist es bekannt, die Positionsbestimmung der genannten Systeme zu verbessern, indem Bewegungsdaten des Fahrzeugs direkt sensorisch erfasst werden und zur Positionsfortschreibung verwendet werden, wenn z.B. kein oder nur ein ungenügendes Sattelitensignal zur Verfügung steht. Außerdem sind auch Fahrzeug-zu-X-Kommunikationssysteme bekannt, mithilfe deren Kraftfahrzeuge regelmäßig sogenannte „Cooperative Awareness“-Botschaften, welche u.a. eine Positionsinformation des sendenden Kraftfahrzeugs umfassen, an ihre Umgebung versenden. Auch die Verwendung verschiedener Kamerasysteme in Fahrerassistenzanwendungen ist bereits bekannt. Insbesondere Stereokamerasysteme eignen sich dabei nicht nur zur Objekterkennung, sondern zusätzlich auch zur Entfernungsbestimmung.
-
In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2008 020 446 A1 eine Korrekturvorrichtung zur Korrektur einer intern berechneten Fahrzeugposition. Mittels eines Kamerasensors oder mittels ESP-Sensorik wird eine erste Position, die mit einem markanten Punkt auf der Fahrtroute des Fahrzeugs korrespondiert, erkannt und die zugehörige Position aus einer Speichereinheit ausgelesen. Die Korrekturvorrichtung umfasst weiterhin eine Positionsbestimmungseinheit, z.B. auf Basis von GPS, zur Bestimmung einer zweiten Position des Fahrzeugs. Die ermittelte zweite Position kann dann anhand der ermittelten ersten Position korrigiert werden.
-
Die
DE 10 2007 048 809 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von verdeckten Objekten im Straßenverkehr. Dabei ermittelt ein Positionsbestimmungssystem mittels verschiedener Sensoren, wie beispielsweise GPS-Modul, Radarsensor, Lidarsensor oder Stereokamera, die Position des eigenen Fahrzeugs und die Positionen benachbarter Fahrzeuge. Durch die Verwendung einer Stereokamera ist sowohl eine Objekterkennung als auch eine vergleichsweise exakte Entfernungsmessung ohne die Verwendung von zusätzlichen Entfernungssensoren möglich. Weiterhin wird ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem offenbart, welches die vom eigenen Fahrzeug erfassten Umgebungsdaten an benachbarte Fahrzeuge übermittelt.
-
Aus der
DE 10 2009 045 709 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung und Validierung einer Positionsbestimmung bekannt. Die Position des eigenen Fahrzeugs wird dabei mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation mit Positionsdaten benachbarter Fahrzeuge abgeglichen, ggf. verbessert und validiert. Als Kommunikationseinheit kann beispielsweise WLAN nach 802.11p oder ein zur drahtlosen Kommunikation ausgelegter Zündschlüssel des Fahrzeugs dienen. Die derart validierte Position kann z.B. als Positionsinformation in einem automatisierten Notruf enthalten sein.
-
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist es jedoch, dass, sofern keine eigenen Positionsdaten ermittelt werden können – z.B. weil kein ausreichender GPS-Empfang möglich ist – stets den mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation empfangenen Positionsangeben der jeweiligen Absender vertraut werden muss. Gerade wenn aber für das eigene Fahrzeug kein ausreichender GPS-Empfang möglich ist, verfügen oftmals auch die Umgebungsfahrzeuge nur über vergleichsweise schlechten bzw. überhaupt keinen GPS-Empfang, so dass deren Positionsangeben ebenfalls fehlerhaft sein können. Durch das Mitteln und Bewerten dieser empfangenen Positionsangaben kann zwar oftmals dennoch eine hinlänglich genaue Eigenposition bestimmt werden, jedoch müssen hierzu ausreichend viele Umgebungsfahrzeuge vorhanden sein. Auch ein Fortschreiben der zuvor mittels GPS bestimmten Position durch die Daten von Raddrehzahlsensoren ist nur über vergleichsweise kurze Strecken möglich, um die Positionsungenauigkeit in vertretbaren Grenzen zu halten.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur verbesserten Bestimmung einer Eigenposition eines Fahrzeugs, bei welchem das Fahrzeug mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsmitteln mit Kommunikationspartnern Fahrzeug-zu-X-Botschaften austauscht, wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaften jeweils zumindest eine absolute Positionsangabe ihres Absenders umfassen und wobei das Fahrzeug mittels Wegsensoren eine zurückgelegte Wegstrecke erfasst, empfängt das Fahrzeug mittels Satellitensignalempfangsmitteln Navigationssatellitensignale. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug aus den absoluten Positionsangaben, der Wegstrecke und den Navigationssatellitensignalen eine Eigenposition bestimmt.
-
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass drei voneinander unabhängigen Größen, nämlich die absoluten Positionsangaben, die Wegstrecke und die Navigationssatellitensignale, zur Bestimmung der Eigenposition herangezogen werden. Dies verbessert die Qualität und Zuverlässigkeit der bestimmten Eigenposition, da Störungen in einer der herangezogenen Größen durch die gemeinsame Verarbeitung mit den anderen Größen in ihrer Auswirkung auf die bestimmte Eigenposition gedämpft werden.
-
Sofern eine oder zwei der drei Größen nicht zur Verfügung stehen, wird die Eigenposition bevorzugt mit der bzw. den verbleibenden Größen bestimmt. Die bestimmte Eigenposition wird anschließend mit den zunächst nicht verfügbaren Größen verbessert, sobald diese wieder verfügbar sind.
-
Als Wegsensoren werden erfindungsgemäß Raddrehzahlsensoren wie z.B. ABS-Sensoren bevorzugt, welche die Raddrehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrads erfassen und somit über einen bekannten Abrollumfang des Fahrzeugrads eine zurückgelegte Wegstrecke erfassen. Aber auch das Einbeziehen von Lenkwinkelsensoren, Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren wie beispielsweise Gierratensensoren ist möglich.
-
Um über die Wegstrecke eine Eigenposition zu bestimmen, wird jeweils die letzte bekannte bzw. als zuverlässig bewertete Eigenposition zugrunde gelegt, um ausgehend von dieser über die zurückgelegte Wegstrecke die aktuelle Eigenposition zu bestimmen. Insbesondere wird zusätzlich eine Ausrichtungsinformation des Fahrzeugs ermittelt, um festzustellen, in welche Richtung sich das Fahrzeug bewegt hat. Die Ausrichtungsinformation kann z.B. mittels eines Kompass oder, ausgehend von einer bekannten Ausrichtung, mittels eines Gierratensensors bestimmt werden. Außerdem ist es denkbar, die Ausrichtungsinformation über ein Satellitennavigationssystem zu bestimmen, insbesondere in Verbindung mit digitalem Kartenmaterial.
-
Die von den Fahrzeug-zu-X-Botschaften umfassten absoluten Positionsangaben werden von den Kommunikationspartnern bevorzugt mittels eines globalen Satellitennavigationssystems, wie z.B. GPS, Galileo oder GLONASS, bestimmt. Aber auch eine Bestimmung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt.
-
Vom Fahrzeug kann z.B. aus den empfangenen absoluten Positionsangaben zunächst eine mittlere Position bestimmt werden. Sofern davon ausgegangen werden kann, dass die Kommunikationspartner im Mittel um das Fahrzeug gleichmäßig verteilt sind und eine ungefähr gleich große Sendereichweite der Fahrzeug-zu-X-Botschaften aufweisen, beschreibt diese mittlere Position die Eigenposition. Somit kann auf vergleichsweise einfache Weise eine Position bestimmt werden, die zur Verbesserung der Eigenposition herangezogen werden kann. Außerdem kann auf diese Weise auch unmittelbar bei Ausführungsstart des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Position bestimmt werden, noch bevor über die Navigationssatellitensignale oder die Wegsensoren die Bestimmung der Eigenposition möglich ist. Ebenso kann die Eigenposition mit dem beschriebenen Verfahren überprüft werden und bei Abweichungen, die über einem Schwellwert liegen, als „falsch“ klassifiziert werden. Nach einer solchen Klassifikation als „falsch“ wird die Eigenposition basierend auf den Positionsdaten der Kommunikationspartner und der Wegstrecke gebildet und erst wenn die aus den Navigationssatellitensignale bestimmte Eigenposition sich innerhalb eines Schwellwerts um diese Eigenposition befindet, werden auch die Navigationssatellitensignale zur Bestimmung der Eigenposition verwendet. Gründe für eine abweichende bestimmte Position mittels der Navigationssatellitensignale können sein:
- – Das Fahrzeug wurde per Transporter, Fähre, Bahn oder sonstiger Transportmittel transportiert und ist auf einer neuen Startposition
- – Es gibt Fehler beim Empfang der Navigationssatellitensignale, z.B. durch mutwillige Störungen (z.B. durch ein nahes Spediteursfahrzeug)
-
Die Eigenposition wird bevorzugt als absolute Position im Koordinatensystem eines globalen Satellitennavigationssystems bestimmt.
-
Die eigentliche Bestimmung der Eigenposition aus den absoluten Positionsangaben, der Wegstrecke und den Navigationssatellitensignalen kann z.B. durch jeweils eine Einzelbestimmung der Eigenposition über die absoluten Positionsangaben, die Wegstrecke und die Navigationssatellitensignale erfolgen, wobei die Einzelbestimmungen anschließend gemittelt werden können. Ebenso können bereits die Rohdaten der Wegsensoren mit den Navigationssatellitensignalen gemeinsam verarbeitet werden, um auf diesem Weg eine Eigenposition zu bestimmen, welche im Anschluss mit den absoluten Positionsangaben der Kommunikationsteilnehmer verbessert wird. Auch ist es möglich, die Einzelbestimmungen unterschiedlich zu gewichten, insbesondere situationsabhängig unterschiedlich zu gewichten. Beispielsweise ist während der Fahrt durch einen Tunnel mit nur ungenügendem Empfang von Navigationssatellitensignalen zu rechnen, so dass die aus der Wegstrecke und den absoluten Positionsangaben bestimmten Einzelpositionen in diesem Fall vergleichsweise schwerer gewichtet werden können.
-
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Eigenposition zusätzlich oder alternativ zu den absoluten Positionsangaben aus relativen Positionsangaben bestimmt wird, wobei die relativen Positionsangaben eine Entfernung und/oder eine Richtung vom Fahrzeug zu einem eine Fahrzeug-zu-X-Botschaft sendenden Absender beschreiben und wobei die relativen Positionsangaben mittels Umfeldsensorik und/oder mittels einer empfangenen elektromagnetischen Feldstärke der Fahrzeug-zu-X-Botschaft erfasst werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Eigenposition aus den von den Fahrzeug-zu-X-Botschaften umfassten absoluten Positionsangaben vergleichsweise genauer bestimmt werden kann, da die relative Positionsangabe über die Entfernung bzw. über die Richtung in Verbindung mit der absoluten Positionsangabe eine im wesentlichen exakte Bestimmung der Eigenposition erlaubt. Somit kann also eine vergleichsweise zuverlässige absolute Eigenposition im Koordinatensystem eines globalen Satellitennavigationssystems bestimmt werden. Als Umfeldsensoren eignen sich erfindungsgemäß allgemein entfernungs- bzw. ortsauflösende Sensoren, insbesondere Mono- und Stereokamerasensoren, LIDAR-Sensoren, Lasersensoren bzw. Radarsensoren.
-
Auch die empfangene Feldstärke (Received Signal Strength Indication, RSSI)ist ein Indiz für den Abstand zum sendenden Kommunikationspartner, allerdings vergleichsweise ungenau. Aus einer hohen empfangenen Feldstärke kann auf einen kleinen Abstand geschlossen werden. Der umgekehrte Fall gilt allerdings nur eingeschränkt, da eine niedrige empfangene Feldstärke auch aufgrund von Abschattungen entstehen kann. Daher erfolgt die Bestimmung einer Entfernung über die empfangene Feldstärke bevorzugt nicht als kontinuierliche Entfernung, sondern gestuft, z.B. mittels fünf Entfernungsstufen. Es kann zusätzlich anhand der empfangenen Feldstärke eine Auswahl getroffen werden, welche der empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften für die Bestimmung der Eigenposition herangezogen werden. Insbesondere werden nur solche Fahrzeug-zu-X-Botschaften herangezogen, deren empfangene Feldstärke größer als ein vorgegebener Schwellwert ist und die damit sehr wahrscheinlich von Kommunikationsteilnehmern innerhalb eines bestimmten Radius um das Fahrzeug gesendet wurden. Der vorgegebene Schwellwert kann dabei auch adaptiv sein, z.B. in Abhängigkeit der Anzahl der empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften oder der Verteilung der empfangenen Feldstärken. Weiterhin ist es auch möglich, über ein Verhältnis der empfangenen Feldstärken in verschiedenen Antennengliedern mit unterschiedlichen räumlichen Empfangscharakteristiken eine Richtung vom Fahrzeug zum Kommunikationsteilnehmer zu bestimmen.
-
Außerdem ist es bevorzugt, dass die absoluten Positionsangaben vor einem Heranziehen zur Bestimmung der Eigenposition zeitlich gefiltert werden, insbesondere unter Berücksichtigung von Geschwindigkeitsangaben, welche zusätzlich zu den absoluten Positionsangaben von den Fahrzeug-zu-X-Angaben umfasst sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass unplausible Positionsangaben vergleichsweise einfach erkannt werden können. Beispielsweise können Positionsangaben eines Kommunikationsteilnehmers, die sich mit einer unrealistisch hohen Geschwindigkeit ändern, erfindungsgemäß vor ihrem Heranziehen zur Bestimmung der Eigenposition herausgefiltert und verworfen werden. Dies verbessert die Genauigkeit der bestimmten Eigenposition.
-
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die Eigenposition zusätzlich oder alternativ zur Wegstrecke aus relativen Wegstreckeninformationen bestimmt wird, wobei die relativen Wegstreckeninformationen aus den Geschwindigkeitsangaben, und/oder aus einer mittels Umfeldsensorik gemessenen relativen Geschwindigkeit bestimmt werden. Somit steht vorteilhafterweise eine weitere Möglichkeit zur Verfügung, um die Eigenposition zu bestimmen, was deren Genauigkeit und Zuverlässigkeit noch weiter verbessert. Sofern z.B. regelmäßig Fahrzeug-zu-X-Botschaften eines bestimmten Kommunikationsteilnehmers mit Positionsangaben und Geschwindigkeitsangaben vom Fahrzeug empfangen werden, kann über diese Geschwindigkeitsangaben und eine mittels Umfeldsensorik gemessene relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Kommunikationsteilnehmer eine Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden. Ebenso kann zunächst eine relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Kommunikationsteilnehmer aus den absoluten Positionsangeben und den Geschwindigkeitsangaben bestimmt werden. Auch hieraus kann dann die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden. Über eine zusätzliche Zeitinformation, welche von einem beliebigen geeigneten Zeitgeber im Fahrzeug stammen kann, kann nun aus der solcherart bestimmten Eigengeschwindigkeit eine relative Wegstreckeninformation bestimmt werden.
-
Sofern ausschließlich mittels Umfeldsensorik eine relative Positionsangabe bzw. eine relative Geschwindigkeit eines Objekts ermittelt werden kann, weil es beispielsweise nicht zur Fahrzeug-zu-X-Kommunikation befähigt ist, so kann anhand der relativen Geschwindigkeit zunächst festgestellt werden, ob es sich um ein bewegtes oder ein stationäres Objekt handelt. Sofern es sich um ein stationäres Objekt handelt, kann auch in diesem Fall über die bestimmte relative Geschwindigkeit zum Fahrzeug eine relative Wegstreckeninformation bestimmt werden.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass Bestimmungsungenauigkeiten der absoluten Positionsangaben, der relativen Positionsangaben, der Wegstrecke, der relativen Wegstreckeninformationen und der Navigationssatellitensignale bei der Bestimmung der Eigenposition berücksichtigt werden. Indem die Bestimmungsungenauigkeiten berücksichtigt werden, können besonders genaue Größen bei der Bestimmung der Eigenposition schwerer gewichtet werden als vergleichsweise ungenaue Größen. Dies verbessert ebenfalls die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der bestimmten Eigenposition.
-
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Fahrzeug-zu-X-Botschaften die Bestimmungsungenauigkeiten der absoluten Positionsangaben und/oder Geschwindigkeitsangaben umfassen. Dadurch erhält das Fahrzeug, das die Fahrzeug-zu-X-Botschaften empfängt, zusätzliche Informationen über die Bestimmungsungenauigkeiten der von den Fahrzeug-zu-X-Botschaften umfassten Positionsangaben bzw. Geschwindigkeitsangaben und kann diese Bestimmungsungenauigkeiten bei der Bestimmung der Eigenposition entsprechend berücksichtigen.
-
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass bei einer Beendigung des Verfahrens die letzte bestimmte Eigenposition in einen elektronischen Speicher geschrieben wird und bei einem Starten des Verfahrens die in den Speicher geschriebene Eigenposition ausgelesen und als aktuelle Eigenposition verwendet wird. Somit steht bei einem Starten des erfindungsgemäßen Verfahrens, z.B. bei einem Starten der Zündung des Fahrzeugs, unmittelbar eine Eigenposition zur Verfügung, welche im weiteren Verfahrensverlauf verbessert werden kann und insbesondere zur Bestimmung der Eigenposition mittels der Wegstrecke genutzt werden kann. Es muss also nicht darauf gewartet werden, bis eine ausreichende Anzahl von Navigationssatelliten zur Bestimmung der Eigenposition erfasst wurde.
-
Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass zumindest aus der Wegstrecke und den Positionsangaben eine Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs bestimmt wird. Da das Fahrzeug über die empfangenen Fahrzeug-zu-X-Botschaften Positionsangaben erhält und zudem die Wegstrecke erfasst, kann über sich ändernde Positionsangaben bei zunehmender Wegstrecke auf einfache Weise eine Fortbewegungsrichtung erkannt werden. Insbesondere kann über eine Zeitinformation und die Wegstrecke aus einem gleitenden Mittelwert der Positionsangaben und dessen zeitlicher Änderung eine Fortbewegungsrichtung bestimmt werden. Dazu kann z.B. die aus der Mathematik bekannte, sogenannte Methode der kleinsten Quadrate verwendet werden. Aber auch ähnliche Verfahren wie das sogenannte Daten-Matching bzw. bekannte Filterverfahren, insbesondere Kalmanfilterverfahren, können vorteilhaft Anwendung finden. Durch die solcherart bestimmte Fortbewegungsrichtung wird bevorzugt die bestimmte Eigenposition weiter verbessert, z.B. indem die Fortbewegungsrichtung einer Verarbeitung der Wegstrecke zugrunde gelegt wird.
-
Weiterhin ist es bevorzugt, dass aus den absoluten Positionsangaben und der Eigenposition ein absolutes Zentrum bestimmt wird und aus den relativen Positionsangaben und der Eigenposition ein relatives Zentrum bestimmt wird, wobei eine Abweichung des absoluten Zentrums und des relativen Zentrums bestimmt wird und wobei mittels der Abweichung die Eigenposition korrigiert wird. Insbesondere wird die Eigenposition, welche eine absolute Positionsangabe ist, um den Wert und die Richtung der bestimmten Abweichung korrigiert. Da die relativen Positionsangaben in der Regel vergleichsweise genau erfasst werden können ergibt sich somit der Vorteil, dass ein durch die Bestimmungsungenauigkeiten der absoluten Positionsangaben verursachter Fehler in der Eigenposition einfach und zuverlässig erkannt und korrigiert werden kann.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsmittel die Fahrzeug-zu-X-Botschaften mittels mindestens einer der folgenden Verbindungsarten austauschen:
- – WLAN-Verbindung, insbesondere nach IEEE 802.11p,
- – WiFi-Direct,
- – ISM-Verbindung (Industrial, Scientific, Medical Band), insbesondere über eine funkverbindungsfähige Schließvorrichtung,
- – Bluetooth-Verbindung,
- – ZigBee-Verbindung,
- – UWB-Verbindung (Ultra Wide Band),
- – WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),
- – Remote-Keyless-Entry-Verbindung,
- – Mobilfunkverbindung, insbesondere GSM-, GPRS-, EDGE-, UMTS- und/oder LTE-Verbindungen und
- – Infrarotverbindung.
-
Diese Verbindungsarten bieten dabei unterschiedliche Vorteile, je nach Art, Wellenlänge und verwendetem Datenprotokoll. So ermöglichen einige der genannten Verbindungsarten z.B. eine vergleichsweise hohe Datenübertragungsrate und einen vergleichsweise schnellen Verbindungsaufbau, andere hingegen eignen sich weitestgehend sehr gut zur Datenübertragung um Sichthindernisse herum. Durch die Kombination und gleichzeitige bzw. parallele Nutzung mehrerer dieser Verbindungsarten ergeben sich weitere Vorteile, da so auch Nachteile einzelner Verbindungsarten ausgeglichen werden können.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur verbesserten Bestimmung einer Eigenposition eines Fahrzeugs, welches Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsmittel zum Austauschen von Fahrzeug-zu-X-Botschaften mit Kommunikationsteilnehmern, Wegsensoren zum Erfassen einer zurückgelegten Wegstrecke des Fahrzeugs und Satellitensignalempfangsmittel zum Empfangen von Navigationssatellitensignalen in einem Fahrzeug umfasst, wobei die Fahrzeug-zu-X-Botschaften jeweils zumindest eine absolute Positionsangabe ihres Absenders umfassen. Das System zeichnet sich dadurch aus, dass Positionsbestimmungsmittel aus den absoluten Positionsangaben, der Wegstrecke und den Navigationssatellitensignalen eine Eigenposition bestimmen. Da das erfindungsgemäße System somit alle zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Mittel umfasst und insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, ergeben sich daraus die bereits beschriebenen Vorteile.
-
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren.
-
Es zeigen
-
1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms und
-
2 drei Fahrzeuge, wovon eines mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist und das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
-
In 1 zeigt ein Flussdiagramm mit einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 11 empfängt ein Fahrzeug von Kommunikationsteilnehmern eine Anzahl von Fahrzeug-zu-X-Botschaften, welche jeweils eine absolute Positionsangabe des jeweils sendenden Kommunikationsteilnehmers umfassen. Gleichzeitig erfasst das Fahrzeug in Verfahrensschritt 12 über seine ESP-Sensoren eine zurückgelegte Wegstrecke. Ebenfalls gleichzeitig zu den Schritten 11 und 12 empfängt das Fahrzeug in Verfahrensschritt 13 mittels Satellitensignalempfangsmitteln Navigationssatellitensignale. Weiterhin werden in Schritt 14 mittels eines Stereokamerasensors relative Positionsangaben eines Kommunikationsteilnehmers, in diesem Falle des Vorausfahrzeugs, bestimmt. Die relativen Positionsangaben beschreiben die Entfernung vom Fahrzeug zum Vorausfahrzeug und die Richtung vom Fahrzeug zum Vorausfahrzeug. Die relativen Positionsangaben werden zunächst in absolute Positionsangaben umgerechnet und anschließend mit den absoluten Positionsangaben des Vorausfahrzeugs in Schritt 15 gemittelt. Durch das Mitteln werden Fehler in den relativen Positionsangaben bzw. in den absoluten Positionsangaben vermindert. Im folgenden Schritt 16 wird aus den gemittelten Positionsangaben des Vorausfahrzeugs, den absoluten Positionsangaben der anderen Kommunikationsteilnehmer, der Wegstrecke und den Navigationssatellitensignale eine Eigenposition des Fahrzeugs bestimmt. Durch das Heranziehen dieser drei unabhängigen Größen ist die bestimmte Eigenposition vergleichsweise genau und zuverlässig.
-
2 zeigt Fahrzeuge 21, 22 und 23, deren Bewegungsvektor jeweils durch einen Pfeil dargestellt ist. Fahrzeug 21 ist mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet und führt das erfindungsgemäße Verfahren aus. Dazu tauscht Fahrzeug 21 mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsmitteln Fahrzeug-zu-X-Botschaften mit Fahrzeugen 22 und 23 aus, welches jeweils Kommunikationsteilnehmer darstellen. Die Fahrzeug-zu-X-Botschaften umfassen jeweils eine absolute Positionsangabe und eine Geschwindigkeitsangabe sowie die zugehörigen Bestimmungsungenauigkeiten des sie versendenden Fahrzeugs. Die Bestimmungsungenauigkeiten der absoluten Positionsangaben von Fahrzeugen 22 und 23 sind durch Kreise 25 bzw. 26 dargestellt. Die anfängliche Bestimmungsungenauigkeit der Eigenposition von Fahrzeug 21 ist durch Kreis 27 dargestellt. Gleichzeitig erfasst Fahrzeug 21 mittels Wegsensoren eine zurückgelegte Wegstrecke und empfängt mittels Satellitensignalempfangsmitteln Navigationssatellitensignale. Aus den empfangenen absoluten Positionsangaben und einer bekannten Eigenposition bestimmt Fahrzeug 21 zunächst mittels Triangulation absolutes Zentrum 24. Absolutes Zentrum 24 stellt den räumlichen Mittelpunkt der drei Fahrzeuge 21, 22 und 23, basierend auf den absoluten Positionsangaben dar. Mittels Umfeldsensorik erfasst Fahrzeug 21 nun relative Positionsangaben von Fahrzeugen 22 und 23 und bestimmt aus den relativen Positionsangeben und der Eigenposition relatives Zentrum 28. Relatives Zentrum 28 und absolutes Zentrum 24 weisen eine Abweichung auf, welche von Fahrzeug 21 zur Korrektur der Eigenposition genutzt wird. Durch das Einbeziehen der Navigationssatellitensignale, der Wegstrecke, der absoluten Positionsangaben und der relativen Positionsangaben kann die Eigenposition derart verbessert werden, dass anfängliche Bestimmungsungenauigkeit 27 auf reduzierte Bestimmungsungenauigkeit 29 verringert wird.
-
Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel durchfährt ein Fahrzeug einen langen Tunnel und bestimmt seine sich ändernde Eigenposition kontinuierlich durch Integration der zurückgelegten Wegstrecke ausgehend von einer zuvor mittels GPS bestimmten Eigenposition. Am Ende der Tunnelfahrt ist durch den zwangsläufig auftretenden Integrationsfehler die Eigenposition des Fahrzeugs vergleichsweise ungenau. Am Ende des Tunnels empfängt das Fahrzeug jedoch Fahrzeug-zu-X-Botschaften von weiteren Fahrzeugen, welche Kommunikationsteilnehmer darstellen und sich außerhalb des Tunnels befinden. Somit haben diese Fahrzeuge die Möglichkeit, absolute Positionsangaben mittels GPS zu bestimmen. Da das den Tunnel durchfahrende Fahrzeug über einen Radarsensor verfügt, kann es außerdem relative Positionsangaben zu den Fahrzeugen außerhalb des Tunnels erfassen. Aus den relativen Positionsangaben und den absoluten Positionsangaben der Fahrzeuge außerhalb des Tunnels kann das Fahrzeug nun seine Eigenposition verbessern, indem es die absoluten Positionsangaben und die relativen Positionsangaben der Fahrzeuge außerhalb des Tunnels bei der Bestimmung seiner Eigenposition schwerer gewichtet als die zurückgelegte Wegstrecke. Somit kann die Eigenposition soweit verbessert werden, dass sogar eine Zuordnung des Fahrzeugs zu einer von mehreren Fahrspuren möglich ist. Ebenso kann mittels eines rückwärtigen Radarsensors bei der Einfahrt des Fahrzeugs in den Tunnel vorgegangen werden, solange noch Fahrzeug-zu-X-Botschaften von Fahrzeugen außerhalb des Tunnels empfangen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008020446 A1 [0003]
- DE 102007048809 A1 [0004]
- DE 102009045709 A1 [0005]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
