DE102012221004A1 - Method for improved determination of proprietary position of vehicle, involves determining proprietary position from absolute position information, distance and navigation satellite signals by vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
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.The invention relates to a method for improved determination of an intrinsic position of a vehicle according to the preamble of claim 1 and to a system for improved determination of an intrinsic position of a vehicle according to the preamble of
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. Positioning systems for motor vehicles based on global navigation satellite systems such as GPS are already known from the prior art. Such systems are usually used for route guidance. Furthermore, it is known to improve the position determination of said systems by directly detecting sensor motion data of the vehicle and using it for position updating, e.g. no or only an insufficient satellite signal is available. In addition, vehicle-to-X communication systems are also known that regularly use so-called "cooperative awareness" messages by their motor vehicles. include position information of the sending motor vehicle, send to their environment. The use of various camera systems in driver assistance applications is already known. In particular, stereo camera systems are not only suitable for object recognition, but also for distance determination.
In diesem Zusammenhang offenbart die
Die
Aus der
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.A disadvantage of the devices and methods known from the prior art, however, is that, unless own position data can be determined - e.g. because sufficient GPS reception is not possible - always have to be familiar with the received by vehicle-to-X communication Positionsanben the respective sender. However, even if sufficient GPS reception is not possible for the own vehicle, often the surrounding vehicles also have comparatively poor or no GPS reception at all, so that their position information can likewise be faulty. Although, by means of averaging and evaluating these received position data, a sufficiently accurate eigenposition can still often be determined, but sufficient surrounding vehicles must be available for this purpose. Also a continuation of the previously determined by GPS position by the data from Raddrehzahlsensoren is possible only over relatively short distances to keep the position inaccuracies within reasonable limits.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zu verbessern. The object of the present invention is to improve the known in the prior art, the generic method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the method according to claim 1.
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.According to the inventive method for improved determination of an intrinsic position of a vehicle, in which the vehicle exchanges vehicle-to-X messages with vehicle partners by means of vehicle-to-X communication means, the vehicle-to-X messages each having at least one absolute position indication of their vehicle Sender include and wherein the vehicle detects a distance traveled by means of displacement sensors, the vehicle receives by means of satellite signal receiving means navigation satellite signals. The inventive method is characterized in that the vehicle from the absolute Position information, the distance and the navigation satellite signals determines a self-position.
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.This results in the advantage that three independent variables, namely the absolute position information, the distance traveled and the navigation satellite signals, are used to determine the eigenposition. This improves the quality and reliability of the particular eigenposition, since disturbances in one of the variables used are attenuated by the co-processing with the other variables in their effect on the particular eigenposition.
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.If one or two of the three sizes are not available, the eigenposition is preferably determined with the or the remaining sizes. The particular eigenposition is then improved with the initially unavailable sizes as soon as they are available again.
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.As displacement sensors according to the invention wheel speed sensors such. ABS sensors are preferred which detect the wheel rotational speed of a vehicle wheel and thus detect a distance covered by a known rolling circumference of the vehicle wheel. But the inclusion of steering angle sensors, acceleration sensors and yaw rate sensors such as yaw rate sensors is possible.
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.In order to determine an eigenposition over the route, the last known or respectively evaluated as reliable eigenposition is used as the basis for determining the current eigenposition based on the distance traveled. In particular, an orientation information of the vehicle is additionally determined in order to determine in which direction the vehicle has moved. The alignment information may e.g. be determined by means of a compass or, starting from a known orientation, by means of a yaw rate sensor. In addition, it is conceivable to determine the alignment information via a satellite navigation system, in particular in conjunction with digital map material.
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.The absolute position information encompassed by the vehicle-to-X messages is preferred by the communication partners by means of a global navigation satellite system, e.g. GPS, Galileo or GLONASS, certainly. But also a determination by means of the method according to the invention is preferred.
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)
- - The vehicle was transported by van, ferry, train or other means of transport and is in a new starting position
- - There are errors when receiving the navigation satellite signals, eg due to malicious interference (eg by a nearby forwarder vehicle)
Die Eigenposition wird bevorzugt als absolute Position im Koordinatensystem eines globalen Satellitennavigationssystems bestimmt.The eigenposition is preferably determined as an absolute position in the coordinate system of a global navigation satellite system.
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.The actual determination of the eigenposition from the absolute position information, the distance traveled and the navigation satellite signals may e.g. in each case a single determination of the eigenposition via the absolute position information, the route and the navigation satellite signals are carried out, wherein the individual determinations can then be averaged. Likewise, the raw data of the displacement sensors can already be processed together with the navigation satellite signals in order to determine in this way an intrinsic position, which is subsequently improved with the absolute position information of the communication subscribers. It is also possible to weight the individual determinations differently, in particular to weight them differently depending on the situation. For example, while driving through a tunnel with insufficient reception of navigation satellite signals to be expected, so that the determined from the distance and the absolute position information individual positions in this case can be weighted comparatively heavy.
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. It is preferably provided that the own position is additionally or alternatively determined to the absolute position information from relative position information, the relative position information describing a distance and / or direction from the vehicle to a sender sending a vehicle-to-X message and wherein the relative position information by means of environmental sensors and / or detected by means of a received electromagnetic field strength of the vehicle-to-X message. This results in the advantage that the eigenposition can be determined comparatively more accurately from the absolute position information encompassed by the vehicle-to-X messages, since the relative position information about the distance or about the direction in conjunction with the absolute position information essentially means exact determination of the eigenposition allowed. Thus, therefore, a comparatively reliable absolute eigenposition can be determined in the coordinate system of a global navigation satellite system. As environment sensors according to the invention are generally distance or spatial resolution sensors, in particular mono and stereo camera sensors, LIDAR sensors, laser sensors or radar sensors.
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. The received field strength (received signal strength indication, RSSI) is an indication of the distance to the sending communication partner, but relatively inaccurate. From a high received field strength can be closed to a small distance. The reverse case, however, is limited, since a low received field strength may also arise due to shadowing. Therefore, the determination of a distance over the received field strength is preferably not done as a continuous distance, but stepped, e.g. by means of five distance steps. In addition, based on the received field strength, a selection can be made as to which of the received vehicle-to-X messages are used for the determination of the eigenposition. In particular, only those vehicle-to-X messages are used whose received field strength is greater than a predefined threshold value and which were thus very likely to have been sent by the communication participants within a certain radius around the vehicle. The predetermined threshold may also be adaptive, e.g. depending on the number of received vehicle-to-X messages or the distribution of received field strengths. Furthermore, it is also possible to determine a direction from the vehicle to the communication station via a ratio of the received field strengths in different antenna elements with different spatial reception characteristics.
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.In addition, it is preferred that the absolute position data are filtered in time prior to being used to determine the proper position, in particular taking into account speed data, which are included in addition to the absolute position information from the vehicle-to-X information. This has the advantage that implausible position information can be detected comparatively easily. For example, position information of a communication subscriber that changes at an unrealistically high speed can, according to the invention, be filtered out and rejected before it is used to determine the intrinsic position. This improves the accuracy of the particular 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.It is expediently provided that the own position is additionally or alternatively determined to the route from relative route information, wherein the relative route information is determined from the speed data, and / or from a relative speed measured by environment sensors. Thus, there is advantageously another possibility available to determine the proper position, which further improves their accuracy and reliability. As far as e.g. regularly received vehicle-to-X messages of a particular communication subscriber with position information and speed information from the vehicle, an intrinsic speed of the vehicle can be determined via this speed information and a measured by means of environmental sensors relative speed of the vehicle to the communication participants. Likewise, first a relative speed of the vehicle to the communication participant can be determined from the absolute position information and the speed information. This also allows the vehicle's own speed to be determined. By way of additional time information, which can originate from any suitable timer in the vehicle, it is now possible to determine relative route information from the own speed determined in this way.
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.If it is only possible by means of environment sensors to determine a relative position specification or a relative speed of an object, for example because it is not capable of vehicle-to-X communication, it can first be determined from the relative speed whether it is a moving or a stationary object. If it is a stationary object, relative route information can also be determined in this case via the specific relative speed to the vehicle.
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.Furthermore, it is preferable that determination inaccuracies of the absolute Position information, the relative position information, the distance, the relative distance information and the navigation satellite signals are taken into account in the determination of the self-position. By taking into account the determination inaccuracies, particularly accurate quantities in the determination of the eigenposition can be weighted more heavily than comparatively inaccurate quantities. This also improves the accuracy and reliability of the particular 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.In particular, it is preferred that the vehicle-to-X messages include the determination inaccuracies of the absolute position information and / or speed information. Thereby, the vehicle receiving the vehicle-to-X messages receives additional information about the determination inaccuracies of the position information or speed information included in the vehicle-to-X messages and can correspondingly take these determination inaccuracies into account in the determination of the self-position.
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.Preferably, it is provided that at a termination of the method, the last specific eigenposition is written in an electronic memory and at a start of the method, the self-written position in the memory is read and used as the current eigenposition. Thus, when starting the method according to the invention, e.g. when starting the ignition of the vehicle, directly own position available, which can be improved in the further course of the process and in particular can be used to determine the intrinsic position by means of the route. It does not therefore have to wait until a sufficient number of navigation satellites has been recorded to determine the own position.
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.Appropriately, it is provided that a direction of movement of the vehicle is determined at least from the distance and the position information. Since the vehicle receives position information via the received vehicle-to-X messages and, in addition, detects the route, a direction of movement can be detected in a simple manner via changing position information as the distance increases. In particular, a travel direction can be determined via a time information and the distance from a moving average of the position information and its temporal change. For this, e.g. the so-called least squares method known from mathematics. But also similar methods as the so-called data matching or known filter method, in particular Kalman filter method, can be used advantageously. By the direction of travel thus determined, it is preferable to further improve the particular own position, e.g. in that the direction of movement is based on a processing of the route.
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. Furthermore, it is preferable that an absolute center is determined from the absolute position information and the self-position, and a relative center is determined from the relative position information and the self-position, whereby a deviation of the absolute center and the relative center is determined, and by means of the deviation Own position is corrected. In particular, the eigenposition, which is an absolute position indication, is corrected by the value and the direction of the determined deviation. Since the relative position information can usually be detected relatively accurately as a rule, there is thus the advantage that an error caused by the inaccuracies in the determination of the absolute position information can be easily and reliably detected and corrected in the proper position.
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.
- - Wi-Fi connection, especially after
IEEE 802.11p - - WiFi Direct,
- ISM connection (Industrial, Scientific, Medical Band), in particular via a radio-compatible closing device,
- - Bluetooth connection,
- - ZigBee connection,
- - UWB connection (Ultra Wide Band),
- WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),
- - remote keyless entry connection,
- Mobile radio connection, in particular GSM, GPRS, EDGE, UMTS and / or LTE connections and
- - Infrared connection.
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.These types of connections offer different advantages, depending on the type, wavelength and data protocol used. Thus, some of the mentioned types of connection, e.g. a comparatively high data transmission rate and a comparatively fast connection setup, while others are very well suited for data transmission around obstructions. The combination and simultaneous or parallel use of several of these types of connections provide further advantages, as well as disadvantages of individual types of connections can be compensated.
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.The invention further relates to a system for improved determination of an intrinsic position of a vehicle comprising vehicle-to-X communication means for exchanging vehicle-to-X messages with communication participants, path sensors for detecting a traveled distance of the vehicle, and satellite signal receiving means for receiving navigation satellite signals in a vehicle, wherein the vehicle-to-X Messages each comprise at least one absolute position indication of their sender. The system is characterized in that position determining means determine an eigenposition from the absolute position information, the distance and the navigation satellite signals. Since the system according to the invention thus comprises all means necessary for carrying out the method according to the invention and in particular carries out the method according to the invention, this results in the already described advantages.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand von Figuren.Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following descriptions of exemplary embodiments with reference to figures.
Es zeigenShow it
In
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.According to a further, not shown embodiment, a vehicle passes through a long tunnel and determines its own changing position continuously by integrating the distance covered, starting from a previously determined by GPS own position. At the end of the tunnel journey, the inherent position of the vehicle is comparatively inaccurate due to the inevitably occurring integration error. At the end of the tunnel, however, the vehicle receives vehicle-to-X messages from other vehicles Represent communication partners and are outside the tunnel. Thus, these vehicles have the ability to determine absolute position information using GPS. Since the vehicle passing through the tunnel has a radar sensor, it can also detect relative position information about the vehicles outside the tunnel. From the relative position indications and the absolute position indications of the vehicles outside the tunnel, the vehicle can now improve its own position by weighting the absolute position information and the relative position information of the vehicles outside the tunnel in the determination of its own position heavier than the distance traveled. Thus, the self-position can be improved so far that even an assignment of the vehicle to one of several lanes is possible. Likewise, it is possible to proceed by means of a rearward radar sensor when the vehicle enters the tunnel while vehicle-to-X messages are still being received by vehicles outside the tunnel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- IEEE 802.11p [0028] IEEE 802.11p [0028]
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