DE102015122824A1 - Bestimmung einer Objekt-zu-Objekt-Position unter Verwenden von Datenfusionstechniken - Google Patents

Bestimmung einer Objekt-zu-Objekt-Position unter Verwenden von Datenfusionstechniken Download PDF

Info

Publication number
DE102015122824A1
DE102015122824A1 DE102015122824.6A DE102015122824A DE102015122824A1 DE 102015122824 A1 DE102015122824 A1 DE 102015122824A1 DE 102015122824 A DE102015122824 A DE 102015122824A DE 102015122824 A1 DE102015122824 A1 DE 102015122824A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
host
host object
neighboring
wireless communication
communication module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015122824.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuqing Zeng
Fan Bai
Upali Priyantha Mudalige
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102015122824A1 publication Critical patent/DE102015122824A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/46—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being of a radio-wave signal type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/51—Relative positioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0072—Transmission between mobile stations, e.g. anti-collision systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9316—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles combined with communication equipment with other vehicles or with base stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9323—Alternative operation using light waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9324—Alternative operation using ultrasonic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H04W4/027—Services making use of location information using location based information parameters using movement velocity, acceleration information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)

Abstract

Es werden hier Techniken und Methodologien zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts vorgelegt. Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens betätigt ein erstes drahtloses Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, um einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Pakete zu übermitteln. Das Verfahren verarbeitet Pakete, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu erhalten. Ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts wird betätigt, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen. Die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt wird unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen berechnet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen Gegenstandes betreffen im Allgemeinen ein System und diesbezügliche Betriebsverfahren zum Bestimmen der relativen Position benachbarter Objekte mit Bezug auf ein Host-Objekt.
  • HINTERGRUND
  • Obwohl GPS-basierte Methodologien sehr effektiv sein können, kann ihre Leistung unter gewissen Umständen beeinträchtigt werden. Wenn beispielsweise Wolken, Bäume, Gebäude oder andere Strukturen den GPS-Empfang in den Fahrzeugen stören, dann kann es sein, dass die GPS-Daten ungenau sind. In der Tat können GPS-basierte Methodologien immer dann beeinträchtigt werden, wenn der GPS-Empfang schwach oder nicht verfügbar ist. Entsprechend ist es wünschenswert, über ein System und eine diesbezügliche Methodologie zum Bestimmen einer relativen Fahrzeugpositionierung zu verfügen, welche für die Genauigkeit nicht ausschließlich oder überwiegend von der GPS-Verfügbarkeit abhängig sind. Ferner werden andere wünschenswerte Merkmale und Kennzeichen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen, zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund gesehen, hervorgehen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird hier ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts vorgelegt. Das Verfahren betätigt ein erstes drahtloses Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, um einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Pakete zu übermitteln. Das Verfahren fährt mit dem Verarbeiten von Paketen fort, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen wurden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen. Ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts wird betätigt, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen, und die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt wird unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen berechnet.
  • Es wird ebenfalls ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts vorgelegt. Das System umfasst: ein erstes drahtloses Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Datenpakete übermittelt; ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt bezieht; und ein Prozessorgerät. Das Prozessorgerät wirkt mit dem System zusammen, um Datenpakete zu verarbeiten, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu erhalten, und um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen zu berechnen.
  • Es wird auch ein greifbares und nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium vorgelegt, auf dem ausführbare Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem Prozessorgerät ausgeführt werden, in der Lage sind, ein Verfahren auszuführen, welches folgende Schritte umfasst: drahtloses Übermitteln von Datenpaketen zwischen einem ersten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts und einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts; Verarbeiten von Datenpaketen, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; Betätigen eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; und Berechnen der relativen Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen.
  • Die vorliegende Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzuführen, welche nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Die vorliegende Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, und ist auch nicht dazu gedacht, als Hilfe zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes verwendet zu werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein umfassenderes Verständnis des Gegenstandes kann durch Bezug auf die ausführliche Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn sie in Verbindung mit den nachstehenden Figuren betrachtet werden, wobei sich die gleichen Bezugszeichen in allen Figuren auf ähnliche Elemente beziehen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches Systemkomponenten an Bord eines Host-Objekts (wie etwa eines Fahrzeugs) und eines benachbarten Objekts (wie etwa eines anderen Fahrzeugs in der Nähe des Trägerfahrzeugs) abbildet;
  • 2 ist eine Draufsicht, welche ein Trägerfahrzeug und drei benachbarte Fahrzeuge, welche sich einer Straßenkreuzung nähern, abbildet; und
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bestimmen einer relativen Objektpositionsbestimmung abbildet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende ausführliche Beschreibung ist rein beispielhafter Art und ist nicht dazu gedacht, die Ausführungsbeispiele des Gegenstandes oder die Anwendung und Verwendungen dieser Ausführungsbeispiele einzuschränken. Wie er hier verwendet wird, bedeutet der Begriff „beispielhaft” „als Beispiel, Einzelfall oder Erläuterung dienend”. Eine Umsetzung, welche hier als beispielhaft beschrieben wird, ist nicht unbedingt als gegenüber anderen Umsetzungen bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen. Ferner ist es nicht beabsichtigt, durch eine ausgedrückte oder bedingte Theorie gebunden zu sein, welche in dem vorstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Zusammenfassung oder der nachstehenden ausführlichen Beschreibung vorgelegt wird.
  • Es können hier Techniken und Technologien im Hinblick auf funktionelle und/oder logische Blockkomponenten und mit Bezug auf symbolische Darstellungen von Vorgängen, Verarbeitungsarbeitsschritten und Funktionen, welche durch diverse Computerkomponenten oder Geräte ausgeführt werden können, beschrieben werden. Derartige Vorgänge, Arbeitsschritte und Funktionen werden manchmal als computerausgeführt, computerisiert, Software-umgesetzt oder computerumgesetzt bezeichnet. Des Weiteren versteht es sich, dass die diversen in den Figuren gezeigten Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten, welche derart konfiguriert sind, dass sie die vorgegebenen Funktionen ausführen, ausgebildet sein können. Beispielsweise kann ein Ausführungsbeispiel eines Systems oder einer Komponente diverse integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, logische Elemente, Suchtabellen oder dergleichen, welche unter der Kontrolle eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuergeräte diverse Funktionen ausführen können.
  • Wenn sie als Software oder Firmware umgesetzt werden, sind diverse Elemente der hier beschriebenen Systeme im Wesentlichen die Codesegmente oder Anweisungen, welche die diversen Arbeitsschritte ausführen. Die Programm- oder Codesegmente können auf einem beliebigen prozessorlesbaren Medium gespeichert sein, welches in einer nicht-flüchtigen und greifbaren Form ausgebildet sein kann. Das „prozessorlesbare Medium” oder das „maschinenlesbare Medium” kann ein beliebiges Medium umfassen, welches Informationen speichern oder übertragen kann. Beispiele des prozessorlesbaren Mediums umfassen eine elektronische Schaltung, ein Halbleiter-Speichergerät, einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren Festwertspeicher (EROM), eine Diskette, eine CD-ROM, eine optische Platte, eine Festplatte oder dergleichen.
  • Der hier vorgelegte Gegenstand betrifft verbesserte Techniken zum genauen Bestimmen der relativen Positionierung von Objekten, welche sich in der Nähe eines Host-Systems befinden. Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ein objektbasiertes System, bei dem ein Host-Objekt die relative Positionierung von anderen benachbarten Objekten bestimmt. Obwohl sich die vorliegende Beschreibung auf eine Fahrzeugumsetzung konzentriert, müssen die hier vorgelegten Techniken und Technologien nicht auf eine derartige Umsetzung eingeschränkt sein. In dieser Hinsicht können andere Objekte, Systeme oder Geräte, welche an einer dynamischen „Verkehrs-”Umgebung teilnehmen, welche hier beschriebenen Methodologien verwenden. Beispielsweise kann ein geeignet konfiguriertes und ausgestattetes Fahrrad, Motorrad, ein von Fußgängern getragenes Gerät, ein Luftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Skateboard oder ein Motorroller den Platz eines Fahrzeugs bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einnehmen. Hier wird aus praktischen Gründen ein System, welches Fahrzeuge umfasst, abgebildet und beschrieben und ist nicht dazu gedacht die Anwendung oder Verwendung der Methodologie zum relativen Positionsbestimmung einzugrenzen oder anderweitig einzuschränken.
  • Bei einem Beispiel kommuniziert ein drahtloses Kommunikationsmodul (wie etwa ein WiFi-Zugangspunkt oder ein bordeigenes DSRC-Gerät) an Bord des Host-Objekts drahtlos mit kompatiblen Drahtlosen Kommunikationsmodulen an Bord der benachbarten Objekte, um Informationen zu beziehen, welche verwendet werden können, um Objekt-zu-Objekt-Positionsinformationen (z. B. Entfernungsinformationen und/oder Kurswinkelinformationen) zu berechnen. Das Host-Objekt umfasst auch ein oder mehrere Entfernungssensorsysteme, welche den Abstand zwischen dem Host-Objekt und den benachbarten Objekten detektieren. Ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts kann beispielsweise ein kamerabasiertes System, ein Ultraschall-Detektorsystem oder dergleichen sein. Ein geeignet konfiguriertes Steuermodul oder Verarbeitungssystem an Bord des Host-Objekts verwendet einen Datenfusionsalgorithmus, um die relative Positionierung der benachbarten Objekte basierend auf den Informationen, welche aus der drahtlosen Objekt-zu-Objekt-Kommunikation bezieht werden, und den Informationen, welche von dem Entfernungssensorsystem bezieht werden, zu bestimmen.
  • Obwohl das System an Bord des Host-Objekts herkömmliche GPS-basierte Methodologien zum Bestimmen einer relativen Objektpositionierung unterstützen kann, muss der hier vorgelegte Lösungsansatz nicht auf einem GPS-System beruhen. Entsprechend können die fusionsbasierten Techniken und Methodologien, welche nachstehend ausführlicher beschrieben werden, während Zeiträumen ohne GPS, oder wenn die GPS-Daten vielleicht unzuverlässig sind, immer noch vertrauensvoll verwendet werden. Der Kürze halber kann es sein, dass herkömmliche Techniken, welche mit Fahrzeugbetriebssystemen, Fahrzeugsensorsystemen, Fahrzeugkommunikationssystemen und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Positionierungssystemen, zu denen solche gehören, welche auf der GPS-Technologie basieren, zusammenhängen, hier vielleicht nicht ausführlich beschrieben werden.
  • Nun mit Bezug auf die Zeichnungen ist 1 ein Blockdiagramm, welches ein System 10 abbildet, welches Systemkomponenten an Bord eines Host-Objekts 12 und eines benachbarten Objekts 14 aufweist. Obwohl sich die nachstehende Beschreibung auf Kraftfahrzeuge bezieht, können die hier vorgelegten Konzepte bei andersartigen Objekten, wie etwa bei Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Motorrädern und dergleichen, installiert werden. Des Weiteren können die hier vorgelegten Konzepte soweit erwünscht auch bei nicht Fahrzeuganwendungen installiert werden. Das Host-Objekt 12 und das benachbarte Objekt 14 sind jeweils mit einem geeignet konfigurierten System ausgestattet, um die relative Position zwischen den Objekten zu bestimmen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf das „Host-Objekt” in Zusammenhang mit dem bestimmten Objekt, welches die Informationen bezieht, welche notwendig sind, um die relative Positionierung von benachbarten Objekten zu berechnen. In dieser Hinsicht kann das Host-Objekt 12 die Position des benachbarten Objekts 14 (und anderer benachbarter Objekte, welche in 1 nicht abgebildet sind) mit Bezug auf die aktuelle Position des Host-Objekts 12 bestimmen, welche man als Referenzposition oder absolute Position für die V2V-(Fahrzeug-zu-Fahrzeug-)Berechnungen ansehen kann.
  • Die Systeme an Bord des Host-Objekts 12 und des benachbarten Objekts 14 umfassen jeweils ohne Einschränkung: ein drahtloses Kommunikationsmodul 16; eine Antenne 18; einen GPS-Empfänger 20; eine Datenkompressions- und Dekompressionseinheit 22; eine Verarbeitungsarchitektur, welches mindestens ein Prozessorgerät 24 aufweist; eine oder mehrere Sicherheitsanwendungen 26; ein Schnittstellengerät 28; und ein Entfernungssensorsystem 30. Diese Elemente befinden sich an Bord ihrer jeweiligen Objekte 12, 14. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen sind die in 1 gezeigten Elemente in den jeweiligen Objekten 12, 14 dadurch integriert, dass man sie als native Komponenten, Merkmale oder Module der Objekte 12, 14 ansehen kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann bzw. können ein oder mehrere der in 1 abgebildeten Elemente in einem mobilen elektronischen Gerät integriert sein, welche sich an Bord des Host-Objekts befindet. Beispielsweise kann bzw. können der GPS-Empfänger 20 und/oder das drahtlose Kommunikationsmodul 16 in einem Smartphone-Gerät des Benutzers, in einem tragbaren Navigationsgerät des Benutzers, in einem Tablet oder Laptop-Computer des Benutzers oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Das drahtlose Kommunikationsmodul 16 umfasst einen Sender und einen Empfänger (bzw. einen Transceiver) zum Rundsenden und Empfangen von Funkdatenpaketen über die Antenne 18. Somit kann das drahtlose Kommunikationsmodul 16 an Bord des Host-Objekts 12 dem drahtlosen Kommunikationsmodul 16 an Bord des benachbarten Objekts 14 drahtlos Pakete übermitteln, und umgekehrt. Die übermittelten Pakete können Datenpakete, leichte Beacon-Pakete oder dergleichen sein. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird das drahtlose Kommunikationsmodul 16 als WiFi-Zugangspunkt umgesetzt, welcher mit dem Standard IEEE 802.11 kompatibel ist. Andere Funktechnologien als mögliche Alternativen umfassen ohne Einschränkung: dedizierte Nahbereichskommunikation (DSRC); Bluetooth; Bluetooth Low Energy (BLE), welches auf lizenzfreien Frequenzbändern funktioniert; oder eine andere zukünftige Nah- und Mittelbereich-Kommunikationstechnologie, wie etwa Mobilfunk-Gerät-zu-Gerät-(D2D)Kommunikation. Es versteht sich, dass das drahtlose Kommunikationsmodul 16 andere drahtlose Kommunikationsprotokolle oder Standards unterstützen kann, wie es für das bestimmte Ausführungsbeispiel geeignet ist.
  • Der GPS-Empfänger 20 ist geeignet konfiguriert, um GPS-Daten zu beziehen, welche wiederum auf herkömmliche Art und Weise verarbeitet werden können, um die aktuelle geografische Position des jeweiligen Objekts 12, 14 anzugeben. Der GPS-Empfänger 20 empfängt die Beobachtungen der Ephemeriden, des Codebereichs, der Trägerphase und der Doppler-Frequenzverschiebung des Satelliten. Die empfangenen Informationen können von dem Objekt verarbeitet werden, um die aktuelle GPS-Position dieses bestimmten Objekts aufzulösen.
  • Die Datenkompressions- und Dekompressionseinheit 22 wird verwendet, um die Anforderungen an Kommunikationsbandbreite zu reduzieren. Jedes Objekt umfasst auch mindestens ein Prozessorgerät 24 zum Konstruieren einer (V2V-)Objektabbildung. Die konstruierte V2V-Objektabbildung wird von den Sicherheitsanwendungen 26 verwendet. Jedes Objekt kann auch ein Schnittstellengerät 28 umfassen, um kinematische Objektdaten von Sensoren (nicht gezeigt) an Bord des Objekts zu erheben. Derartige Sensordaten können ohne Einschränkung Folgendes umfassen: Objekt-/Radgeschwindigkeitsdaten; Gierratendaten; Lenkwinkeldaten; Beschleunigungsmesserdaten; Neigungsdaten; und dergleichen.
  • Bei einer beispielhaften Fahrzeuganwendung kann das Prozessorgerät 24 (und möglicherweise andere in 1 gezeigte Elemente) in einer bordeigenen elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs umgesetzt sein. Obwohl eine ECU die beschriebene Funktionalität handhaben kann, können diverse Ausführungsbeispiele eine Vielzahl von ECUs verwenden, um die Funktionalität auf kooperative und verteilte Art und Weise zu unterstützen. Das Prozessorgerät 24 ist in der Lage, computerlesbare Anweisungen auszuführen, welche in einem Speichermedium 32 gespeichert sind, wobei die Anweisungen bewirken, dass das Prozessorgerät 24 die hier beschriebenen diversen Prozesse, Vorgänge und Funktionen ausführt. In der Praxis kann das Prozessorgerät 24 als Mikroprozessor, als eine Anzahl von diskreten Prozessorgeräten, als inhaltsadressierbarer Speicher, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung, als benutzerprogrammierbares Gate-Array, als ein beliebiges geeignetes programmierbares logisches Gerät, als diskrete Gate- oder Transistorlogik, als diskrete Hardware-Komponenten oder als eine beliebige Kombination, welche ausgelegt ist, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen, umgesetzt werden.
  • Das Entfernungssensorsystem 30 ist geeignet konfiguriert, um Entfernungsinformationen bezüglich der Entfernung von benachbarten Objekten mit Bezug auf das Host-Objekt 12 zu beziehen. Das Entfernungssensorsystem 30 umfasst ein oder mehrere Sensoren oder Detektoren, welche das Vorliegen von benachbarten Objekten detektieren können. Das Entfernungssensorsystem 30 kann (einzeln oder in einer beliebigen gewünschten Kombination) eines der folgenden Elemente umfassen: ein kamerabasiertes oder bildbasiertes System; ein Lidar-System; ein Ultraschall-Sensorsystem; ein Infrarot-Sensorsystem; ein Radarsystem; ein elektromagnetisches Sensorsystem; usw. Die spezifische Art und Weise, wie das Entfernungssensorsystem 30 die Entfernung/Position des benachbarten Objekts 14 detektiert und bestimmt, variiert je nach der bestimmten Art von Entfernungssensortechnologie. Das hier beschriebene System kann eine bekannte Entfernungssensor- oder Detektortechnologie unterstützen, welche hier nicht näher beschrieben wird.
  • 2 ist ein Diagramm in Draufsicht, welches ein Trägerfahrzeug 202 und drei benachbarte Fahrzeugs 204, 206, 208, welche sich einer Straßenkreuzung nähern, abbildet. Die Pfeile vor jedem Fahrzeug stellen die Fahrtrichtung dar. Die hier beschriebene Technologie ermöglicht es dem Trägerfahrzeug 202, die relative Positionierung der benachbarten Fahrzeuge 204, 206, 208 genau und präzise zu bestimmen, ohne auf GPS-Daten zurückzugreifen. In 2 stellt der Pfeil 220 eine Messung ρ1 (z. B. eine Entfernung oder einen Kurswinkel) dar, welche die Position des benachbarten Fahrzeugs 204 angibt, wobei die Messung durch das Trägerfahrzeug 202 erfasst wird. In diesem Zusammenhang kann die Messung von dem Entfernungssensorsystem an Bord des Trägerfahrzeugs und/oder durch Verwendung der drahtlosen Kommunikationsmodule an Bord der Fahrzeuge 202, 204 erfasst werden. Ähnlich stellt der Pfeil 222 eine Messung ρ2 dar, welche die Position des benachbarten Fahrzeugs 206 angibt, und der Pfeil 224 stellt eine Messung ρ3 dar, welche die Position des benachbarten Fahrzeugs 208 angibt, wobei die Messungen durch das Trägerfahrzeug 202 erfasst werden.
  • Für das in 2 abgebildete Beispiel werden die Positionen der drahtlosen Kommunikationsmodule an Bord jedes der benachbarten Fahrzeuge wie folgt identifiziert. In dieser Hinsicht gibt ρ1 die Position des drahtlosen Kommunikationsmoduls an Bord des benachbarten Fahrzeugs 204 an, ρ2 gibt die Position des drahtlosen Kommunikationsmoduls an Bord des benachbarten Fahrzeugs 206 an, und ρ3 gibt die Position des drahtlosen Kommunikationsmoduls an Bord die benachbarten Fahrzeug 208 an.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel eines Objektpositionsbestimmungsprozesses 300 abbildet. Der Prozess 300 stellt eine Umsetzung eines Verfahrens zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt, welches sich in der Nähe des Host-Objekts befindet, dar. Der Prozess 300 wird hier in Zusammenhang mit nur einem benachbarten Objekt gezeigt und beschrieben. Es versteht sich, dass der Prozess 300 ebenso verwendet werden kann, um Informationen und Daten für eine beliebige Anzahl von benachbarten Objekten zu erheben, so dass das Host-Objekt die relative Position und Geschwindigkeit jedes benachbarten Objekts bestimmen kann.
  • Die diversen Aufgaben, welche in Verbindung mit dem Prozess 300 ausgeführt werden, können durch Software, Hardware, Firmware oder eine beliebige Kombination davon ausgeführt werden. Zur Erläuterung kann sich die nachstehende Beschreibung des Prozesses 300 auf Elemente beziehen, welche zuvor in Verbindung mit 1 und 2 erwähnt wurden. In der Praxis können Teile des Prozesses 300 durch verschiedene Elemente des beschriebenen Systems ausgeführt werden, z. B. durch ein Funkmodul, einen bordeigenen Entfernungssensor oder Detektor, eine ECU oder dergleichen. Es versteht sich, dass der Prozess 300 eine beliebige Anzahl von zusätzlichen oder alternativen Arbeitsschritten umfassen kann, wobei die in 3 gezeigten Arbeitsschritte nicht in der abgebildeten Reihenfolge ausgeführt werden müssen, und der Prozess 300 in eine umfassendere Vorgehensweise oder einen Prozess integriert sein kann, welche bzw. welcher eine zusätzliche Funktionalität aufweist, welche hier nicht ausführlich beschrieben wird. Des Weiteren könnte(n) ein oder mehrere der in 3 gezeigten Arbeitsschritte aus einem Ausführungsbeispiel des Prozesses 300 ausgelassen werden, solange die beabsichtigte Gesamtfunktionalität erhalten bleibt.
  • Aus Sicht des Host-Objekts kann eine Iteration des Prozesses 300 in einer beliebigen praktischen Geschwindigkeit ausgeführt werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird der Prozess 300 zehnmal pro Sekunde ausgeführt. Natürlich kann die Iterationsfrequenz des Prozesses 300 niedriger oder höher sein, wie es für das bestimmte Ausführungsbeispiel angemessen ist. Für jede Iteration des Prozesses 300 empfängt/empfangen, bezieht/beziehen oder erfasst/erfassen anderweitig ein oder mehrere Systeme oder Module an Bord des Host-Objekts die Daten und Informationen, welche verwendet werden, um die Referenzposition des Host-Objekts und die relativen Positionen der benachbarten Objekten zu bestimmen. In dieser Hinsicht betätigt der Prozess 300 das drahtlose Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, um dem drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Datenpakete zu übermitteln (Arbeitsschritt 304). Die drahtlosen Pakete werden zwischen den bordeigenen Drahtlosen Kommunikationsmodulen derart übermittelt, dass das Host-Objekt die Entfernungs- und/oder Kurswinkelinformationen für das benachbarte Objekt bestimmen kann. Beispielsweise können Funkpakete, welche Zeitstempeldaten und eine Kennung (z. B. eine MAC-Adresse) des sendenden Funkmoduls umfassen, verarbeitet werden, um die Flugzeit zwischen den beiden Objekten zu berechnen, und die berechnete Flugzeit kann verwendet werden, um den Abstand zwischen den beiden Objekten zu berechnen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird die Flugzeit unter Verwenden eines untergeordneten differenziellen Ankunftszeit-Mechanismus berechnet. Auf diese Art und Weise kann das Host-Objekt die Datenpakete verarbeiten, welche von dem benachbarten Objekt drahtlos empfangen werden, um die entsprechenden Positionsinformationen zu erhalten, welche mit der Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zusammenhängen.
  • Der Prozess 300 steuert auch die Betätigung mindestens eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um Messdaten (z. B. Entfernungsinformationen und/oder Kurswinkelinformationen) bezüglich der Entfernung, der Position, des Kurses oder des Standorts des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen (Arbeitsschritt 306). Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist das Entfernungssensorsystem betriebsfähig unabhängig und getrennt von dem drahtlosen Kommunikationsmodul des Host-Objekts. Das Entfernungssensorsystem kann einen Sender und einen Empfänger umfassen, welche es dem Entfernungssensorsystem ermöglichen, das benachbarte Objekt zu detektieren. Beispielsweise kann das Entfernungssensorsystem einen Infrarot- oder Ultraschall-Sender umfassen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Entfernungssensorsystem eine Kamera oder eine andere Bildgebungskomponente umfassen, welche Bilder des benachbarten Objekts aufnimmt und die Bilddaten verarbeitet, um die relative Positionierung des benachbarten Objekts zu bestimmen.
  • Obwohl dies nicht notwendig ist, kann der Prozess 300 gegebenenfalls GPS-Daten verwenden. Somit betätigt bei dem abgebildeten Ausführungsbeispiel der Prozess 300 den GPS-Empfänger an Bord des Host-Objekts, um entsprechende GPS-Daten zu beziehen, welche mit der aktuellen geografischen Position des Host-Objekts verknüpft sind oder diese anderweitig angeben (Arbeitsschritt 308). Wie zuvor erwähnt, funktioniert der GPS-Empfänger auf herkömmliche Art und Weise, um Informationen zu beziehen und zu verarbeiten, welche von GPS-Satelliten empfangen werden, wozu ohne Einschränkung Folgendes gehört: Ephemeriden-Informationen; Satellitenuhr-/Zeitinformationen; Code- und Trägerphaseninformationen; und GPS-Almanachinformationen. Der GPS-Empfänger und/oder das verknüpfte Verarbeitungsmodul an Bord des Host-Objekts verarbeitet bzw. verarbeiten die empfangenen GPS-Daten, um die geografische Position des Host-Objekts zu bestimmen. Die bestimmte geografische Position des Host-Objekts kann auch verwendet werden, um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt zu berechnen.
  • Bei bestimmten Ausführungsbeispielen erfasst der Prozess 300 kinematische Daten des Host-Objekts von einem oder mehreren Sensoren oder anderen Quellen an Bord des Host-Objekts (Arbeitsschritt 310). Die erfassten kinematischen Daten geben den dynamischen Zustand oder Umstand des Objekts an. In dieser Hinsicht können die kinematischen Daten des Host-Objekts Radgeschwindigkeitsdaten, Gierratendaten, Beschleunigungsdaten, Lenkwinkeldaten oder dergleichen umfassen. Die kinematischen Daten des Host-Objekts können verwendet werden, um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt zu berechnen.
  • Das Host-Objekt kann auch Daten und Informationen verarbeiten, welche von dem benachbarten Objekt bereitgestellt werden. In dieser Hinsicht kann der Prozess 300 drahtlos ergänzende Daten an dem Host-Objekt empfangen (Arbeitsschritt 312), wobei die ergänzenden Daten von dem benachbarten Objekt gesendet werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen können die drahtlosen Kommunikationsmodule 16 (siehe 1) an Bord der Objekte verwendet werden, um die ergänzenden Daten von dem benachbarten Objekt dem Host-Objekt zu übermitteln. Einige oder alle der empfangenen ergänzenden Daten können von dem Host-Objekt verarbeitet werden und je nach Bedarf verwendet werden, um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt zu berechnen. Die ergänzenden Daten, welche in dem Arbeitsschritt 312 empfangen werden, können beliebige von den zuvor beschriebenen Informationen mit Bezug auf die Arbeitsschritte 304, 306, 308 und 310 umfassen, wie sie von den Systemen an Bord des benachbarten Objekts empfangen werden. Entsprechend können die ergänzenden Daten ohne Einschränkung eines der folgenden Elemente umfassen: Messdaten, welche von der Analyse der Funkpaketflugzeit abgeleitet werden; Messdaten oder Informationen bezüglich der Entfernung des Host-Objekts mit Bezug auf das benachbarte Objekt, wie sie durch ein Entfernungssensorsystem an Bord des benachbarten Objekts bezieht werden; GPS-Daten oder geografische Positionsinformationen, welche von den GPS-Daten abgeleitet werden, welche von dem GPS-Empfänger an Bord des benachbarten Objekts empfangen werden; kinematische Daten des benachbarten Objekts, welche von einem oder mehreren Sensoren an Bord des benachbarten Objekts bezieht werden; eine Objektliste, welche die relative Positionierung des Host-Objekts und (gegebenenfalls) anderer benachbarter Objekte angibt, wobei die Objektliste von dem benachbarten Objekt generiert wird; die V2V-Funksignalstärke (z. B. RSSI-Werte) von anderen Objekten, welche an dem benachbarten Objekt empfangen wird, sowie ihr abgeleitetes Muster dieser Signalstärkenwerte; und dergleichen. Es versteht sich, dass die ergänzenden Daten, welche in dem Arbeitsschritt 312 empfangen werden, Daten umfassen können, welche von dem benachbarten Objekt während der aktuellen Iteration des Prozesses 300 und/oder während einer oder mehrerer vorhergehender Iterationen des Prozesses 300 bezieht werden.
  • Obwohl die Erhebung von ergänzenden Daten (Arbeitsschritt 312) nicht immer stattfinden muss, geht dieses Beispiel davon aus, dass das Host-Objekt in der Tat mindestens einige ergänzende Daten von dem benachbarten Objekt bezieht. Entsprechend fährt der Prozess 300 damit fort, eine Objektliste, welche mit den bezogenen Messdaten (z. B. den Pasitionierungsdaten, welche von einem bordeigenen Entfernungssensorsystem generiert werden) verknüpft sind, mit einer entsprechenden Objektliste zu verknüpfen, welche von dem benachbarten Objekt empfangen wird (Arbeitsschritt 314). Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kompiliert jedes benachbarte Objekt seine Objektliste basierend auf seinen GPS-Standortinformationen, den relativen Entfernungsinformationen, welche von seinen eigenen benachbarten Objekten empfangen werden, und anderen ergänzenden Informationen. Ähnlich kann das Host-Objekt den gleichen Arbeitsschritt gemäß der gleichen Methodologie erledigen. Die Objektlisten von den benachbarten Objekten und dem Host-Objekt könnten zusammengelegt und synergetisch fusioniert werden, um die Genauigkeit und Treue der Standortinformationen, welche mit jedem Objekt in der Objektliste verknüpft sind, weiter zu korrigieren, wenn ein intelligenter Datenfusionsalgorithmus beteiligt ist.
  • Als Nächstes fährt der Prozess 300 damit fort, eine Referenz- oder absolute Position des Host-Objekts unter Verwenden mindestens einiger der Informationen, welche während der aktuellen Iteration des Prozesses 300 bezieht oder generiert werden, zu schätzen (Arbeitsschritt 316). Der Arbeitsschritt 316 kann auf einem lokalen Ost-Nord-Zenit-(ENU)Koordinatenrahmen mit Bezug auf das Host-Objekt basieren. Der Prozess 300 berechnet auch die relative Position des benachbarten Objekts basierend auf der Referenzposition des Host-Objekts (Arbeitsschritt 318). Insbesondere kann die relative Positionierung zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der Positionsinformationen, welche aus der Analyse der Funkflugzeit bezieht werden, und der Messinformationen (z. B. der Entfernungsinformationen und/oder der Kurswinkelinformationen), welche von dem bordeigenen Entfernungssensorsystem bezieht werden, berechnet werden. Zudem kann der Arbeitsschritt 318 die relative Positionierung unter Verwenden der GPS-Daten berechnen, welche von dem GPS-Empfänger empfangen werden, welcher sich an Bord des Host-Objekts befindet. Des Weiteren kann der Arbeitsschritt 318 die relative Positionierung unter Verwenden eines beliebigen Teils der ergänzenden Daten berechnen, welche von dem benachbarten Objekt empfangen werden.
  • Nach dem Berechnen der Referenzposition des Host-Objekts und der relativen Positionierung des benachbarten Objekts gibt der Prozess 300 die relativen Positionierungsinformationen (z. B. eine V2V-Objektabbildung) an mindestens eine übergeordnete Sicherheitsanwendung zur entsprechenden Handhabung aus (Arbeitsschritt 320). In dieser Hinsicht kann die Sicherheitsanwendung einen Alarm generieren und/oder ein oder mehrere Teilsysteme oder Komponenten des Host-Objekts als Reaktion auf den aktuellen V2V-Status steuern.
  • Der Prozess 300 kann diverse Techniken, Methodologien und Algorithmen unterstützen, um die relative Positionierung von benachbarten Objekten aufzulösen. In der Tat verwenden die diversen Ausführungsbeispiele Datenfusionstechniken, um die relative Positionierung basierend auf den Messdaten, welche von der drahtlosen Kommunikation zwischen den Funkmodulen bezieht werden, und ferner basierend auf den Messdaten, welche von den bordeigenen Entfernungssensorsystemen bezieht werden, zu bestimmen. Obwohl nachstehend eine beispielhafte Methodologie vorgelegt wird, versteht es sich, dass andere Lösungsansätze ebenso verwendet werden können.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen werden die geschätzten Positionen oder die Verteilungen der Positionswahrscheinlichkeit zwischen allen kompatiblen Objekten in der analysierten „Nachbarschaft” übermittelt. Dies ist die grundlegende V2V-Architektur, welche Probleme mit dem Empfang von Satellitensignalen haben kann. Es können GPS-Messungen verwendet werden, um einen anfänglichen Wert der Objektposition zu beziehen. Objekte, welche mit drahtloser ToF-(Flugzeit-)Fähigkeit oder bordeigenen Sensoren ausgestattet sind, sind derart konfiguriert, dass sie die relative Entfernung und die Kurswinkel ihrer Nachbarn berechnen. Die GPS-Daten (Pseudostrecke, Trägerphase und Doppler) messen objektbezogene Informationen mit Bezug auf die Satelliten. Alle diese Messungen werden fusioniert, um die Position der Objekte gattungsgemäß und einheitlich zu verfeinern/korrigieren.
  • Jedes Objekt berechnet seine optimale Position für sich selbst und seine Nachbarn angesichts der verfügbaren Informationen. Zwei kooperative Fusionsalgorithmen werden hier angesprochen. Die Objektposition wird auf ihre wahre Position in mehreren Epochen konvergiert. Anschließend werden die verfeinerten Positionen (einschließlich der benachbarten Objekte) an ein oder mehrere Teilsysteme oder Anwendungen zur geeigneten Verwendung rundgesendet.
  • Die nachstehende Beschreibung verwendet eine Informationsmatrix, um eine Gauß'sche Verteilung p ~ (μ, Σ) darzustellen: p ~ [R,], wobei RT R = Σ–1, Rp = z. Dieser beispielhafte Algorithmus, welcher von dem in 1 gezeigten Prozessorgerät 24 ausgeführt werden kann, kann gemäß den folgenden sequenziell ausgeführten Arbeitsschritten zusammengefasst werden:
    • 1. Verwenden des lokalen Ost-Nord-Zenit-(ENU)Koordinatenrahmens, um die Position darzustellen.
    • 2. Erfassen von Messungen (von bordeigenen Entfernungssensoren, GPS oder Flugzeit (ToF) von den Funkmodulen) ρ1, ρ2, ..., ρM, wobei jede Messung eine Entfernung oder ein Kurswinkel sein kann.
    • 3. Erfassen von Rundfunkpaketen von benachbarten Objekten und Zwischenspeichern derselben in dem Speichermedium 32.
    • 4. Verwenden der MAC-Adressen, welche den drahtlosen ToF-Messungen entsprechen, um die beste geschätzte Position der entfernten Funkmodule von den benachbarten Objektdatenpaketen abzufragen, d. h. ρ1, ρ2, ..., ρM. Diese Positionen werden entweder von entfernten benachbarten Objekten empfangen oder von Informationen abgeleitet, welche in dem Speichermedium 32 des Referenz-Host-Objekts gespeichert sind.
    • 5. Für GPS-Messungen, Ableiten der Position der verknüpften Satelliten.
    • 6. Verknüpfen der Objektliste von bordeigenen Sensoren mit der Positionsliste von benachbarten Objekten und der Objektliste, welche von benachbarten Objekten empfangen wird.
    • 7. Schätzen der Referenzposition des Host-Objekts unter Verwenden des nachstehend beschriebenen Algorithmus.
    • 8. Aktualisieren der Objektliste angesichts der neuen Referenzposition des Host-Objekts. Abgeben der Objektliste an das bordeigene Zielobjektsystem, z. B. die Sicherheitsanwendung des Objekts.
    • 9. Generieren einer neuen Datenpaketrundsendung über das drahtlose Kommunikationsmodul 16.
  • Zur Veranschaulichung werden zwei Messungen betrachtet: ρ1 (Entfernung) und ρ2 (Kurs); wobei σ1 und σ2 die entsprechenden Standardabweichungen für die beiden Messungen sind. Es seien pj = (Xj, Yj, Zj) die Positionen der beiden Objekte oder Satelliten, von denen zwei Messungen erfasst werden, für j = 1, 2. Für diesen Ausdruck stellen X, Y und Z die Positionsverlagerung jeweils entlang der Ost-, Nord- und Zenitachsen des lokalen Koordinatenrahmens dar, und T ist ein Matrixtranspositionsoperator ist. Somit entsprechen X, Y und Z zu einem bestimmten Zeitpunkt dem dreidimensionalen Standort des Objekts.
  • Es seien
    Figure DE102015122824A1_0002
    und
    Figure DE102015122824A1_0003
    vorhergesagte Messungen jeweils für ρ1 und ρ2 angesichts von p ~ = (X ~, Y ~, Z ~)T, welches die Objektposition der vorhergehenden Objektposition bezeichnet. Anfänglich wird p ~ auf die Objektposition gesetzt, welche durch eine geeignete Positionsbestimmungstechnik (z. B. GPS, Mobilfunk und WiFi-Netzwerke) geschätzt wird. Es sei
    Figure DE102015122824A1_0004
    Figure DE102015122824A1_0005
    In Matrixform: H(p – p ~) = Δρ oder Hp = o, wobei o = Hp ~ + Δρ.
  • In dem obigen Ausdruck, stellt r die Entfernung in der XY-Ebene dar, und H ist eine Transformationsmatrix, welche die Objektposition in die Messungen verschiebt. Unter realistischen Gegebenheiten versteht es sich, dass die Anzahl der Reihen in der Matrix H nicht nur auf zwei eingeschränkt sein muss. Vielmehr ist die Anzahl der Reihen gleich der Anzahl der Messungen, welche von dem Host-Objekt erfasst werden.
  • Wenn GPS-Daten verfügbar sind, dann können zusätzliche Messungen (z. B. Pseudostrecke, Trägerphase und Doppler) für das Host-Objekt als zusätzliche Reihen in den Matrizen H und o an das lineare System angehängt werden, was durch Hp = o ausgedrückt wird.
  • Diverse Fehlerquadratalgorithmen können verwendet werden, um die optimierte Objektposition p angesichts des obigen linearen Systems zu berechnen. Für die rechnerische Robustheit verwenden die bevorzugten Ausführungsbeispiele eine QR-Matrixzerlegung.
  • Man konstruiere die erweiterte Matrix A = [H o] und wende die QR-Matrixzerlegung darauf an. Das Ergebnis ist die obere Dreiecksmatrix, welche in Matrizen aus 2×2 Blöcken wie [ R₀ / 0 z₀ / e] dargestellt wird, wobei R0 eine 3×3-Matrix ist, z0 ein 3×1-Vektor ist, und der Skalar e der Rest ist. Die richtige anfängliche Host-Objektposition ist p 0 = (R0)–1z0. Die Verteilung der Host-Objektposition ist p0 ~ [R0, z0]. Es sei p ~ = p 0; und die Fehlerquadrate sollen sich für höchstens L (fünf) Iterationen, oder bis eine Konvergenz erreicht ist, wiederholen. In dieser Hinsicht ist der hier verwendete Algorithmus iterativ – eine anfängliche Position wird geschätzt/bestimmt, und dann wird die Position mit jeder Iteration des Algorithmus verfeinert. Anschließend wird die verfeinerte Host-Objektposition p 0 und die relative Position der benachbarten Objekte in dem Host-Objekt-Koordinatenrahmen als verbesserte Objektliste ausgegeben. Die Objektliste wird über Funkkanäle rundgesendet, und das Prozessorgerät 24 wartet auf eine neue Messung von bordeigenen Sensoren oder auf ein neues Funkpaket, um die nächste Epoche der Positionsbestimmung zu starten.
  • Positionsverfolgungsalgorithmus
  • Der Positionsverfolgungsalgorithmus ist für leistungsstarke Prozessoren geeignet. Der Verfolgungsalgorithmus überwacht die gespeicherten historischen Positionen von benachbarten Objekten zusammen mit den bordeigenen dynamischen Sensoren des Objekts und berechnet die aktuellen Positionsverteilungen. Jedes Objekt sendet die Verteilungen der Positionswahrscheinlichkeit von sich selber und seiner kompilierten Liste benachbarter Objekte rund.
  • Das hier beschriebene System kann verwendet werden, um die aktuelle relative Positionierung benachbarter Objekte in dem Host-Objekt-Koordinatenrahmen zu bestimmen und um die Positionen ununterbrochen zu verfolgen (bis die Objekte außer Reichweite des Host-Objekts sind). Obwohl ein beliebiger geeigneter Verfolgungsalgorithmus in diesem Zusammenhang verwendet werden kann, wird das folgende Ausführungsbeispiel als eine angemessene Methodologie präsentiert. Für dieses Beispiel umfasst die Eingabe die Messdaten von dem drahtlosen ToF-Modul und den bordeigenen Sensoren, d. h. ρ1, ρ2, ..., ρM. Die Eingabe umfasst auch die entsprechende Positionsverteilung der benachbarten Objekte in der Informationsmatrix p1 ~ [R1, z1], p2 ~ [R2, z2], ..., pM ~ [RM, zM], welche in dem Speichermedium 32 in dem Host-Objekt zwischengespeichert ist. Die Eingabe umfasst auch die frühere Verteilung p ~ [R ~, z ~] basierend auf der vorhergehenden Schätzung und den Objektdaten (z. B. Objektgeschwindigkeit, Gierrate). Somit ist die vorhergesagte Host-Objektposition p ~ = R ~–1z ~, wobei p ~ ≡ (X ~, Y ~, Z ~)T. Die Ausgabe umfasst: die spätere Verteilung für die Host-Objektposition p ~ [R ^, z ^]; die aktualisierte Host-Objektposition (den Mittelwert der Verteilung) p ^ = R ^–1z ^; die neue frühere Verteilung p ~ [R ~, z ~]; und die relativen benachbarten Objektpositionen in dem Host-Objekt-Koordinatenrahmen. Um die Beschreibung zu erleichtern, wird die Verfolgungsmethodologie in Zusammenhang mit bestimmten Arbeitsschritten der Verarbeitung beschrieben. Wie zuvor für den Fehlerquadratalgorithmus beschrieben, verwendet der Verfolgungsalgorithmus den Welt-ENU-Koordinatenrahmen, um die Position darzustellen.
  • Arbeitsschritt 1: Erfassen von Messungen (unter Verwenden von bordeigenen Entfernungssensoren oder ToF von den Funkmodulen) ρ1, ρ2, ..., ρM, wobei jede Messung eine Entfernung oder ein Kurswinkel sein kann.
  • Arbeitsschritt 2: Erfassen von Rundfunkpaketen von benachbarten Objekten und Zwischenspeichern derselben in dem Speichermedium 32. Die zwischengespeicherten Daten umfassen die benachbarten Objektpositionsverteilungen, welche in der Informationsmatrix dargestellt sind p1 ~ [R1, z1], p2 ~ [R2, z2], ..., pM ~ [RM, zM], jeweils für die Objekte 1, 2, ..., M.
  • Arbeitsschritt 3: Wenn dies der anfängliche Arbeitsschritt für das aktuelle Host-Objekt ist, Berechnen der Verteilung der anfänglichen Host-Objektposition p ~ [R ~, z ~] basierend auf GPS-Daten.
  • Arbeitsschritt 4: Verwenden der MAC-Adressen, welche mit den drahtlosen ToF-Messungen verknüpft sind, um die beste geschätzte Position der entfernten Funkmodule abzufragen, d. h. p1, p2, ..., pM. Diese Positionen sind der Mittelwert der Verteilung der benachbarten Objekte, welche in dem Speichermedium 32 zwischengespeichert ist.
  • Arbeitsschritt 5: Für GPS-Messungen, Ableiten der Position der verknüpften Satelliten.
  • Arbeitsschritt 6: Verknüpfen der Objektliste von bordeigenen Sensoren sowohl mit der Positionsliste von benachbarten Objekten als auch mit der Objektliste, welche von benachbarten Objekten empfangen wird.
  • Arbeitsschritt 7: Berechnen der linearisierten Messgleichung im Hinblick auf die Positionen des Host-Objekts und der benachbarten Objekte. Beispielsweise vorausgesetzt, dass ρj eine drahtlose ToF ist, Berechnen der Größen
    Figure DE102015122824A1_0006
    pj = (Xj, Yj, Zj)T; Δρj = ρj – ρ ~j; der 1×3-Matrizen Hv,j = p ~T/(σjρ ~j); Hj = –(1 1 1)/(σjρ ~j); oj = (Δρj + Hv,jp ~)/σj für j = 1, 2, ..., M. Konstruieren der Matrix A:
    Figure DE102015122824A1_0007
  • Arbeitsschritt 8: Anwenden der Givens-Rotation auf die Einträge, welche in den unteren vier Reihen der Matrix A erscheinen, um die Matrix A zu triangulieren. Da die Matrix dünnbesetzt ist, wird die Operation auf die passenden Reihenpaare <Ri, Hi> für die Reihe i = M, M – 1, ..., 1 angewendet. Dies ergibt die folgende obere Dreiecksmatrix:
    Figure DE102015122824A1_0008
  • Bei der späteren Verteilung der Host-Objektposition p ~ [R ^, z ^], bei der R ^ die 3×3-Submatrix in RA und z ^ die 3×1-Submatrix in RA ist, ist die Positionserwartung (Mittelwert) p ^ = R ^–1z ^.
  • Arbeitsschritt 9: Berechnen der Verteilung des j. benachbarten Objekts pj ~ [R'j, z'j – αjp ^], für j = 1, ..., M. Berechnen des Mittelwertes der benachbarten Objekte.
  • Arbeitsschritt 10: Angesichts der Position p ^ zum Zeitpunkt t, mit der Verteilung p = [R ^, z ^], wird die vorhergesagte Position bei t + Δt als p ~ = f(p ^, v) + w modelliert, v ist der Geschwindigkeitsvektor (einschließlich Geschwindigkeit, Gierrate), und w ist der Gauß'sche Rauschvektor mit Nullmittelwert und Einheitskovarianz. Linearisieren der obigen nicht linearen dynamischen Gleichung in eine Nachbarschaft von p ^: Fp ~ + Gp ^ = u + w, wobei F und G jeweils die Jacobi-Matrizen zu p ~ und p ^ sind, und u der Term ist, der für p ~ und p ^ irrelevant ist. Konstruieren der Matrix
    Figure DE102015122824A1_0009
    und Anwenden der QR-Zerlegung, Beziehen der oberen Dreiecksmatrix
    Figure DE102015122824A1_0010
    Die vorhergesagte Position ist p ~ = R ~–1z ~, verteilt als p ~ [R ~, z ~], und ist bereit für die Ankunft neuer Messungen.
  • Arbeitsschritt 11: Angesichts der Positionen der benachbarten Objekte p ^j für j = 1, ..., M für die Host-Objektposition p ^, Berechnen der relativen Position des benachbarten Objekts in dem Host-Objektrahmen als verbesserte Objektliste. Abgeben der Liste an das bordeigene Zielobjektsystem, z. B. die Sicherheitsanwendung.
  • Arbeitsschritt 12: Generieren eines neuen Datenpakets, welches die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Host-Objekts und der benachbarten Objekte enthält, und Rundsenden desselben über das Funkmodul 16 an ein oder mehrere bordeigene Systeme zur Handhabung.
  • Beispiele
  • Beispiel 1. Ein Verfahren zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    Betätigen eines ersten drahtlosen Kommunikationsmoduls an Bord des Host-Objekts, um einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Pakete zu übermitteln;
    Verarbeiten von Paketen, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen;
    Betätigen eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; und
    Berechnen der relativen Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen.
  • Beispiel 2. Das Verfahren nach Beispiel 1, wobei die drahtlos übermittelten Pakete Datenpakete oder leichte Beacon-Pakete umfassen.
  • Beispiel 3. Das Verfahren nach Beispiel 1 oder 2, wobei der Verarbeitungsschritt eine Flugzeit berechnet, welche mit einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem ersten drahtlosen Kommunikationsmodul und dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul verknüpft ist.
  • Beispiel 4. Das Verfahren nach Beispiel 3, wobei der Verarbeitungsschritt die Flugzeit unter Verwenden eines untergeordneten differenziellen Ankunftszeitmechanismus berechnet.
  • Beispiel 5. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 4, ferner umfassend folgenden Schritt:
    Betätigen eines Empfängers des Global Positioning Systems (GPS) an Bord des Host-Objekts, um erste GPS-Daten zu beziehen, welche eine geografische Position des Host-Objekts angeben, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen ersten GPS-Daten berechnet.
  • Beispiel 6. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 5, ferner umfassend folgenden Schritt:
    Erfassen von kinematischen Daten des Host-Objekts von Sensoren an Bord des Host-Objekts, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen kinematischen Daten des Host-Objekts berechnet.
  • Beispiel 7. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 6, ferner umfassend folgenden Schritt:
    drahtloses Empfangen ergänzender Daten an dem Host-Objekt, wobei die ergänzenden Daten von dem benachbarten Objekt drahtlos gesendet werden, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der empfangenen ergänzenden Daten berechnet.
  • Beispiel 8. Das Verfahren nach Beispiel 7, wobei die empfangenen ergänzenden Daten zweite GPS-Daten umfassen, welche eine geografische Position des benachbarten Objekts angeben.
  • Beispiel 9. Das Verfahren nach Beispiel 7 oder 8, wobei die empfangenen ergänzenden Daten kinematischen Daten des benachbarten Objekts von Sensoren an Bord des benachbarten Objekts umfassen.
  • Beispiel 10. Das Verfahren nach einem der Beispiele 7 bis 9, wobei die empfangenen ergänzenden Daten Signalstärkewerte umfassen, welche dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul entsprechen.
  • Beispiel 11. Das Verfahren nach einem der Beispiele 7 bis 10, wobei die empfangenen ergänzenden Daten zweite Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des Host-Objekts mit Bezug auf das benachbarte Objekt umfassen, wobei die zweiten Entfernungsinformationen durch ein Entfernungssensorsystem an Bord des benachbarten Objekts bezieht werden.
  • Beispiel 12. Das Verfahren nach Beispiel 11, wobei die zweiten Entfernungsinformationen die relative Entfernung, die Entfernungsänderungsrate und den Kurswinkel des benachbarten Objekts umfassen.
  • Beispiel 13. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 12, wobei der Berechnungsschritt Folgendes umfasst:
    Schätzen einer Referenzposition des Host-Objekts; und
    Berechnen einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf die Referenzposition.
  • Beispiel 14. Ein System zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts, wobei das System Folgendes umfasst:
    ein erstes drahtloses Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts Datendrahtlos Pakete übermittelt;
    ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt bezieht; und
    ein Prozessorgerät, welches derart konfiguriert ist, dass es Datenpakete verarbeitet, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen, und um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen zu berechnen.
  • Beispiel 15. Das System nach Beispiel 14, ferner umfassend:
    einen Empfänger des Global Positioning Systems (GPS) an Bord des Host-Objekts, welcher derart konfiguriert ist, dass er erste GPS-Daten bezieht, welche eine geografische Position des Host-Objekts angeben, wobei das Prozessorgerät die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen ersten GPS-Daten berechnet.
  • Beispiel 16. Das System nach Beispiel 14 oder 15, ferner umfassend:
    eine Quelle von kinematischen Daten des Host-Objekts an Bord des Host-Objekts, wobei das Prozessorgerät die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der kinematischen Daten des Host-Objekts berechnet.
  • Beispiel 17. Das System nach einem der Beispiele 14 bis 16, wobei das erste drahtlose Kommunikationsmodul mit dem Host-Objekt integriert ist.
  • Beispiel 18. Das System nach einem der Beispiele 14 bis 17, wobei das erste drahtlose Kommunikationsmodul in einem mobilen elektronischen Gerät integriert ist, welches sich an Bord des Host-Objekts befindet.
  • Beispiel 19. Ein greifbares und nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf dem ausführbare Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem Prozessorgerät ausgeführt werden, in der Lage sind, ein Verfahren auszuführen, welches folgende Schritte umfasst:
    drahtloses Übermitteln von Datenpaketen zwischen einem ersten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord eines Host-Objekts und einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord eines benachbarten Objekts;
    Verarbeiten von Datenpaketen, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen;
    Betätigen eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; und
    Berechnen der relativen Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen.
  • Beispiel 20. Das computerlesbare Speichermedium nach Beispiel 19, wobei das Verfahren, welches durch die ausführbaren Anweisungen ausgeführt wird, ferner folgenden Schritt umfasst:
    drahtloses Empfangen von ergänzenden Daten an dem Host-Objekt, wobei die ergänzenden Daten von dem benachbarten Objekt drahtlos gesendet werden, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der empfangenen ergänzenden Daten berechnet.
  • Obwohl mindestens ein Ausführungsbeispiel in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung vorgelegt wurde, versteht es sich, dass zahlreiche Variationen existieren. Es versteht sich ebenfalls, dass das Ausführungsbeispiel oder die Ausführungsbeispiele rein veranschaulichend sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration des beanspruchten Gegenstandes auf irgendeine Art und Weise einzuschränken. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung bereitstellen, um das bzw. die beschriebene(n) Ausführungsbeispiel(e) umzusetzen. Es versteht sich, dass diverse Änderungen an der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den Umfang zu verlassen, welcher von den Ansprüchen definiert wird und ihre rechtlichen Äquivalente und vorhersehbaren Äquivalente zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Patentanmeldung umfasst.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • Standard IEEE 802.11 [0019]

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Betätigen eines ersten drahtlosen Kommunikationsmoduls an Bord des Host-Objekts, um einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Pakete zu übermitteln; – Verarbeiten von Paketen, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu erhalten; – Betätigen eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; und – Berechnen der relativen Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verarbeitungsschritt eine Flugzeit berechnet, welche mit einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem erstes drahtlosen Kommunikationsmodul und dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul verknüpft ist.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend folgenden Schritt: – Betätigen eines Empfängers des Global Positioning Systems (GPS) an Bord des Host-Objekts, um erste GPS-Daten zu beziehen, welche eine geografische Position des Host-Objekts angeben, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen ersten GPS-Daten berechnet.
  4. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend folgenden Schritt: – Erfassen von kinematischen Daten des Host-Objekts von Sensoren an Bord des Host-Objekts, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen kinematischen Daten des Host-Objekts berechnet.
  5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend folgenden Schritt: – drahtloses Empfangen von ergänzenden Daten an dem Host-Objekt, wobei die ergänzenden Daten drahtlos von dem benachbarten Objekt gesendet werden, wobei der Berechnungsschritt die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der empfangenen ergänzenden Daten berechnet.
  6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Berechnungsschritt Folgendes umfasst: – Schätzen einer Referenzposition des Host-Objekts; und – Berechnen einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf die Referenzposition.
  7. Das System zum Bestimmen einer relativen Position zwischen einem Host-Objekt und einem benachbarten Objekt in der Nähe des Host-Objekts, wobei das System Folgendes umfasst: – ein erstes drahtloses Kommunikationsmodul an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord des benachbarten Objekts drahtlos Datenpakete übermittelt; – ein Entfernungssensorsystem an Bord des Host-Objekts, welches derart konfiguriert ist, dass es erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt bezieht; und – ein Prozessorgerät, welches derart konfiguriert ist, dass es Datenpakete verarbeitet, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu erhalten, und um die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen zu berechnen.
  8. Das System nach Anspruch 7, ferner umfassend: – einen Empfänger des Global Positioning Systems (GPS) an Bord des Host-Objekts, welcher derart konfiguriert ist, dass er erste GPS-Daten bezieht, welche eine geografische Position des Host-Objekts angeben, wobei das Prozessorgerät die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der bezogenen ersten GPS-Daten berechnet.
  9. Das System nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend: – eine Quelle von kinematischen Daten des Host-Objekts an Bord des Host-Objekts, wobei das Prozessorgerät die relative Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen, der bezogenen ersten Entfernungsinformationen und der kinematischen Daten des Host-Objekts berechnet.
  10. Ein greifbares und nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf dem ausführbare Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem Prozessorgerät ausgeführt werden, in der Lage sind, ein Verfahren auszuführen, welches folgende Schritte umfasst: – drahtloses Übermitteln von Datenpaketen zwischen einem ersten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord eines Host-Objekts und einem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul an Bord eines benachbarten Objekts; – Verarbeiten von Datenpaketen, welche drahtlos von dem zweiten drahtlosen Kommunikationsmodul empfangen werden, um Positionsinformationen bezüglich einer Position des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu erhalten; – Betätigen eines Entfernungssensorsystems an Bord des Host-Objekts, um erste Entfernungsinformationen bezüglich einer Entfernung des benachbarten Objekts mit Bezug auf das Host-Objekt zu beziehen; und – Berechnen der relativen Position zwischen dem Host-Objekt und dem benachbarten Objekt unter Verwenden der bezogenen Positionsinformationen und der bezogenen ersten Entfernungsinformationen.
DE102015122824.6A 2015-01-13 2015-12-23 Bestimmung einer Objekt-zu-Objekt-Position unter Verwenden von Datenfusionstechniken Withdrawn DE102015122824A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/595,612 US20160205656A1 (en) 2015-01-13 2015-01-13 Determination of object-to-object position using data fusion techniques
US14/595,612 2015-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015122824A1 true DE102015122824A1 (de) 2016-07-14

Family

ID=56233794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015122824.6A Withdrawn DE102015122824A1 (de) 2015-01-13 2015-12-23 Bestimmung einer Objekt-zu-Objekt-Position unter Verwenden von Datenfusionstechniken

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160205656A1 (de)
CN (1) CN105792126A (de)
DE (1) DE102015122824A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018216417A1 (de) * 2018-09-26 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Ortsvorhersage für dynamische Objekte

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9555736B2 (en) * 2015-04-03 2017-01-31 Magna Electronics Inc. Vehicle headlamp control using sensing and communication systems
JP6493181B2 (ja) * 2015-12-02 2019-04-03 株式会社デンソー 衝突判定装置
KR101755311B1 (ko) * 2016-02-19 2017-07-07 현대자동차주식회사 위치 인식 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법
CN109415065B (zh) * 2016-07-15 2022-11-01 哈曼国际工业有限公司 用于虚拟化驾驶环境的装置和方法以及车辆
KR102518534B1 (ko) * 2016-11-30 2023-04-07 현대자동차주식회사 차량 위치 인식 장치 및 방법
US10360797B2 (en) * 2017-01-27 2019-07-23 Qualcomm Incorporated Request-response-based sharing of sensor information
KR102601379B1 (ko) 2017-02-13 2023-11-14 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 서비스 제공 장치 및 방법
EP3376249A1 (de) * 2017-03-17 2018-09-19 Veoneer Sweden AB Verbesserte objektpositionsdetektion
US10288745B2 (en) * 2017-04-27 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems for optimal vehicle positioning using global positioning receivers from parked fleet
US10334331B2 (en) * 2017-08-25 2019-06-25 Honda Motor Co., Ltd. System and method for synchronized vehicle sensor data acquisition processing using vehicular communication
US10757485B2 (en) 2017-08-25 2020-08-25 Honda Motor Co., Ltd. System and method for synchronized vehicle sensor data acquisition processing using vehicular communication
US10168418B1 (en) 2017-08-25 2019-01-01 Honda Motor Co., Ltd. System and method for avoiding sensor interference using vehicular communication
CN110020574B (zh) * 2018-01-08 2021-05-07 台达电子工业股份有限公司 基于数据融合的物体辨识系统及物体辨识的自我学习方法
CN108535687B (zh) * 2018-03-20 2021-05-18 西安电子科技大学 基于tof和rssi信息融合的室内无线定位方法
US11163317B2 (en) 2018-07-31 2021-11-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for shared autonomy through cooperative sensing
US11181929B2 (en) 2018-07-31 2021-11-23 Honda Motor Co., Ltd. System and method for shared autonomy through cooperative sensing
CN110082714B (zh) * 2019-04-23 2021-10-15 中国人民解放军63921部队 确定物体相对位置分布关系的方法和装置
CN112136062A (zh) * 2019-08-30 2020-12-25 深圳市大疆创新科技有限公司 一种用于定位可移动物体的方法、系统及相关设备
US20210176612A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Nanning Fugui Precision Industrial Co., Ltd. Short-range communication system and method thereof
CN112235723B (zh) * 2020-10-12 2021-11-12 腾讯科技（深圳）有限公司 定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1235782A (en) * 1984-05-09 1988-04-26 Kazuo Sato Apparatus for calculating position of vehicle
JP3689076B2 (ja) * 2002-09-05 2005-08-31 株式会社東芝 車載用電子機器
US8041469B2 (en) * 2005-01-05 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Determining relative spatial information between vehicles
US8504233B1 (en) * 2012-04-27 2013-08-06 Google Inc. Safely navigating on roads through maintaining safe distance from other vehicles
CN103616707B (zh) * 2013-11-08 2016-08-17 奇瑞汽车股份有限公司 车辆定位方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Standard IEEE 802.11

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018216417A1 (de) * 2018-09-26 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Ortsvorhersage für dynamische Objekte
US11541885B2 (en) 2018-09-26 2023-01-03 Robert Bosch Gmbh Location prediction for dynamic objects

Also Published As

Publication number Publication date
US20160205656A1 (en) 2016-07-14
CN105792126A (zh) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015122824A1 (de) Bestimmung einer Objekt-zu-Objekt-Position unter Verwenden von Datenfusionstechniken
CN109920246B (zh) 一种基于v2x通信与双目视觉的协同局部路径规划方法
EP2819901B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der geschwindigkeit und/oder position eines fahrzeuges
DE102011120497B4 (de) Systeme und Verfahren zur präzisen Fahrzeugpositionsbestimmung innerhalb einer Fahrspur
CN111770451B (zh) 一种基于车路协同的道路车辆定位及感知方法和装置
DE102018113078A1 (de) Fahrzeugfernparksysteme und -verfahren
DE102020103455A1 (de) Verfahren und system zur ausführung einer zusammengesetzten verhaltensrichtlinie für ein autonomes fahrzeug
DE102009014104A1 (de) Erkennungssystem für ein Fahrzeug
DE102016117123A1 (de) Fahrzeugradarwahrnehmung und -lokalisierung
DE102017101466A1 (de) Verfolgen von objekten in einer dynamischen umgebung zur verbesserten lokalisierung
EP3830522B1 (de) Verfahren zur schätzung der lokalisierungsgüte bei der eigenlokalisierung eines fahrzeuges, vorrichtung für die durchführung des verfahrens, fahrzeug sowie computerprogramm
EP3655799A1 (de) Verfahren zum bereitstellen und zum verbessern einer positionswahrscheinlichkeitsverteilung für gnss-empfangsdaten
CN107274721B (zh) 一种智能交通系统中多车辆协作定位方法
DE112005003344T5 (de) Ermitteln einer relativen räumlichen Information zwischen Fahrzeugen
DE112018003986T5 (de) Steuervorrichtung, steuerverfahren, programm und mobileinheit
DE102016104547B4 (de) Systeme und Verfahren zum Auflösen von Positionsmehrdeutigkeiten unter Verwenden von Zugriffspunktinformationen
EP3729138B1 (de) Verfahren zur satellitengestützten ermittlung einer position eines fahrzeugs
US20210190537A1 (en) Method and system for generating and updating digital maps
DE112016006230T5 (de) Positionsschätzvorrichtung, Positionsschätzverfahren und Positionsschätzprogramm
DE102019112487A1 (de) Ortung von autonomen fahrzeugen unter verwendung von 5g-infrastruktur
DE112020000605T5 (de) Verfahren zur Ortung durch GNSS-Signale
DE102014106048B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Position eines Verkehrsteilnehmers, Infrastruktureinrichtung, Fahrzeug und Computerprogramm
DE102022112395A1 (de) Von kreuzungsknoten unterstützte hochauflösende kartierung
WO2021047923A1 (de) Verfahren und elektronische vorrichtung zur ermittlung einer ego-position
DE102021214580A1 (de) Systeme und Verfahren zur Unterstützung von Fahrern und Fahrgästen, sich gegenseitig zu lokalisieren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee