DE102018203346A1

DE102018203346A1 - Auswerteeinheit, System für ein Fahrzeug mit einer Auswerteeinheit und Verfahren zur satellitengestützten Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018203346A1
Application number: DE102018203346.3A
Authority: DE
Inventors: Marlon Ramon Ewert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20190277973A1; CN110244333A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine (GNSS-)Auswerteeinheit für ein Fahrzeug (2), ein System für ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Auswerteeinheit und ein Verfahren zur satellitengestützten Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs. Die Auswerteeinheit (1) ist eingerichtet zur Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs (2) auf Basis von GNSS-Daten, wobei die Auswerteeinheit (1) dazu eingerichtet ist, über eine einzelne Schnittstelle Daten von einer Vielzahl von Empfangseinheiten (3), die jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten eingerichtet sind, zu empfangen.

Description

Die Erfindung betrifft eine (GNSS-)Auswerteeinheit, ein System für ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Auswerteeinheit und ein Verfahren zur satellitengestützten Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs. Die Erfindung ist insbesondere geeignet beim autonomen Fahren zur Anwendung zu kommen.
Stand der Technik
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das ohne Fahrer auskommt. Das Fahrzeug fährt dabei autonom, indem es beispielsweise den Straßenverlauf, andere Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbständig erkennt und die entsprechenden Steuerbefehle im Fahrzeug berechnet sowie diese an die Aktuatoren im Fahrzeug weiterleitet, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst wird. Der Fahrer ist bei einem vollautonomen Fahrzeug nicht am Fahrgeschehen beteiligt.
Gegenwärtig verfügbare Fahrzeuge sind noch nicht in der Lage autonom zu agieren. Zum einen, weil die entsprechende Technik noch nicht voll ausgereift ist. Zum anderen, weil es heutzutage noch gesetzlich vorgeschrieben ist, dass der Fahrzeugführer jederzeit selbst in das Fahrgeschehen eingreifen können muss. Dies erschwert die Umsetzung von autonomen Fahrzeugen. Jedoch gibt es bereits Systeme verschiedener Hersteller, die ein autonomes oder teilautonomes Fahren darstellen. Diese Systeme befinden sich in der intensiven Testphase. Bereits heute ist absehbar, dass in einigen Jahren vollautonome Fahrzeugsysteme auf den Markt kommen werden, sobald die oben genannten Hürden aus dem Weg geräumt wurden.
Unter anderem benötigt ein Fahrzeug für einen autonomen Betrieb eine Sensorik, die in der Lage ist eine hochgenaue Fahrzeugposition, insbesondere mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo), zu ermitteln. Hierzu werden gegenwärtig GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Signale und zusätzlich GNSS-Korrekturdaten über eine GNSS-Antenne auf dem Fahrzeugdach empfangen und über eine Kabelverbindung beispielsweise in einen GNSS-Sensor übertragen. Dies hat jedoch verschiedene Nachteile.
Bei der Verwendung von mehr als einer GNSS-Antenne im Fahrzeug, für einen verbesserten Empfang von beispielsweise Satellitenkorrekturdaten, muss der gesamte GNSS-Sensor Hardware- und Softwareseitig angepasst werden, sodass dieser in der Lage ist auch die Signale einer zweiten bzw. weiteren Antenne einzulesen und zu verarbeiten. Hierbei erhöht sich aufgrund der Individualverkabelung die Anzahl der Antennenstecker am Sensor entsprechend der Anzahl der vorhandenen Antennen, was den Bauraum des Sensors deutlich erhöht.
Außerdem wird der Integrationsaufwand des Systems erhöht. Bei der kleinsten Änderung der Hochfrequenz-Strecke zwischen GNSS-Antenne und GNSS-Sensor (Kabellänge) sind in der Regel Anpassungen in der Sensor-Hardware notwendig, da auf dem Antennenkabel bzw. in der Empfängerschaltung des GNSS-Sensors bei falscher Systemauslegung Signalreflexionen auftreten können, wodurch die Erkennungsgüte von GNSS-Satellitendaten in der Empfängerschaltung verschlechtert wird. Dies ist vor allem dann von Nachteil, wenn der GNSS-Sensor in verschiedene Fahrzeuge integriert werden soll, die in der Regel unterschiedliche Antennen und Antennenpositionen im Fahrzeug aufweisen, sodass insbesondere die Kabellänge(n) von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden sind.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Antennensignale verstärkt werden müssen, bevor sie über die Hochfrequenz-Kabelleitung an den GNSS-Sensor weitergeleitet werden können. Auch hierbei spielt die Kabellänge eine wichtige Rolle. Der hierfür nötige Strom stammt aus dem Sensor selbst bzw. aus dem Fahrzeug.
Offenbarung der Erfindung
Hier vorgeschlagen wird gemäß Anspruch 1 eine Auswerteeinheit für ein Fahrzeug, eingerichtet zur Ermittlung einer Position auf Basis von GNSS-Daten, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, über eine einzelne Schnittstelle Daten von einer Vielzahl von Empfangseinheiten, die jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten eingerichtet sind, zu empfangen.
GNSS steht für globales Navigationssatellitensystem. GNSS ist ein System zur Positionsbestimmung und/oder Navigation auf der Erde und/oder in der Luft durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten, hier als Satellitendaten bezeichnet. GNSS ist dabei ein Sammelbegriff für die Verwendung bestehender und künftiger globaler Satellitensysteme, wie GPS (NAVSTRAR GPS), GLONASS, Beidou und Galileo. Damit handelt es sich bei einem GNSS-Sensor um eine Sensorik, die geeignet ist Navigationssatellitendaten zu empfangen und zu verarbeiten, etwa auszuwerten. Vorzugsweise ist der GNSS-Sensor in der Lage, eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo) zu ermitteln. GNSS-Daten sind insbesondere Daten, die von einem Navigationssatelliten empfangen werden, GNSS-Daten können auch als „Navigationssatellitendaten“ bezeichnet werden.
Die Auswerteeinheit kann beispielsweise in der Art eines GNSS-Sensors bzw. in der Art eines Positions- und Bewegungssensors ausgestaltet sein oder Bestandteil eines solchen Sensors sein. Entsprechende GNSS- bzw. Positions- und Bewegungssensoren werden für das automatisierte Fahren benötigt und berechnen eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo), die auch als GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Daten bezeichnet werden. Darüber hinaus können Korrekturdaten von so genannten Korrekturdiensten im Sensor mitverwendet werden, um die Position des Fahrzeugs noch genauer zu berechnen. Zusammen mit den empfangenen GNSS-Daten wird im Sensor regelmäßig auch eine hochgenaue Zeit (wie Universal Time) eingelesen und für die genaue Positionsbestimmung verwendet. Weitere Eingangsdaten in dem Positionssensor können Raddrehzahlen, Lenkwinkel, sowie Beschleunigungs- und Drehratendaten sein.
Die Auswerteeinheit kann über diverse bzw. eine Vielzahl von (unterschiedlichen) Schnittstellen und/oder Anschlüssen verfügen. Hier vorgesehen ist jedoch, dass die Auswerteeinheit über eine einzelne Schnittstelle Daten von einer Vielzahl von (GNSS-)Empfangseinheiten bzw. GNSS-Antennen empfangen kann. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass für die Kommunikation mit einer Vielzahl von (GNSS-)Empfangseinheiten oder sogar für die Kommunikation mit allen im oder am Fahrzeug angeordneten und/oder im Umfeld des Fahrzeugs verfügbaren Empfangseinheiten (GNSS-Antennen) nur eine Schnittstelle vorhanden ist.
Die Empfangseinheiten sind jeweils zum Empfangen von Navigationssatellitendaten vorgesehen und eingerichtet. Im einfachsten Fall ist eine Empfangseinheit in der Art einer GNSS-Antenne aufgebaut. Darüber hinaus verfügt die Empfangseinheit regelmäßig über Mittel zur Bereitstellung oder zum Weiterleiten bzw. Versenden der (zuvor) empfangenen GNSS-Daten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schnittstelle zum drahtlosen Empfang eingerichtet ist.
Die Schnittstelle umfasst besonders bevorzugt ein WLAN- oder Bluetooth-Modul, welches dazu eingerichtet ist Daten von Empfangseinheiten zu empfangen. Die Empfangseinheiten weisen bevorzugt ebenfalls Schnittstellen auf, welche WLAN- oder Bluetooth-Module umfassen. Die Kommunikation zwischen der Auswerteeinheit und den Empfangseinheiten funktioniert damit bevorzugt mit WLAN oder Bluetooth. Es kann jedes andere Protokoll zur Durchführung der Kommunikation verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich jedoch um eine drahtlose Kommunikation bzw. eine Funkkommunikation.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein System für ein Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend:

- eine Auswerteeinheit, eingerichtet zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs auf Basis von GNSS-Daten, wie sie oben stehend schon beschrieben wurde,
- mindestens eine Empfangseinheit, eingerichtet zum Empfangen von GNSS-Daten,

Das System ist besonders bevorzugt eine Zusammenstellung von Systemkomponenten (Auswerteeinheit und Empfangseinheit). Die Systemkomponenten des Systems können in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden, um das Kraftfahrzeug mit dem System auszustatten. Die Systemkomponenten sind bevorzugt aufeinander eingerichtet. Das heißt beispielsweise, dass die Auswerteeinheit und die mindestens eine Empfangseinheit dazu voreingerichtet sind miteinander zu kommunizieren. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Automobil handeln. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit im Fahrzeug verortet. Weiterhin bevorzugt ist die mindestens eine Empfangseinheit dazu eingerichtet im Fahrzeug angeordnet zu werden bzw. bereits im Fahrzeug angeordnet.
Die Schnittstelle ist (wie bereits weiter oben beschrieben) bevorzugt eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle. Die Verwendung einer drahtlosen Schnittstelle bzw. einer Funkschnittstelle hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da dies zum einen dazu beiträgt, dass eine aufwändige Individualverkabelung entfallen kann und zum anderen verkabelungsspezifische Signalbeeinträchtigungen, wie etwa Reflexionen in langen Hochfrequenz-Antennenkabeln vermieden werden können, was für die Güte der in der Auswerteeinheit ankommenden GNSS-Daten ganz besonders vorteilhaft ist. Darüber hinaus ermöglicht eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstellt die vereinfachte Integration der Auswerteeinheit in verschiedene Fahrzeuge sowie der Empfangseinheit an verschiedene Positionen im oder am Fahrzeug. Zudem erlaubt die drahtlose Schnittstelle bzw. die Funkschnittstelle auch den Rückgriff auf Empfangseinheiten, die nicht zum Fahrzeug gehören, etwa am Straßenrand ortsfest positioniert sind oder in benachbarten Fahrzeugen mitgeführt werden. Solche Empfangseinheiten können durch die beschriebene Auswerteeinheit in einem Fahrzeug (fast) wie Empfangseinheiten behandelt werden, die in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet sowie (gegebenenfalls) mit dem Kraftfahrzeug fest verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform werden die GNSS-Daten aus der Empfangseinheit bzw. aus den Empfangseinheiten über einen gängigen Fahrzeug-BUS (z. B Ethernet) an die Auswerteeinheit übertragen. Hierbei sind vorteilhaft sowohl die Empfangseinheiten als auch die Auswerteeinheit über eine BUS-Verbindung miteinander verbunden. Mit anderen Worten kann die einzelne Schnittstelle mit einer BUS-Schnittstelle realisiert sein. Die BUS-Verbindung ist bevorzugt auf der beschriebenen drahtlose Schnittstelle realisiert. Die BUS-Verbindung beschreibt hierbei beispielsweise ein Kommunikationsprotokoll gemäß welchem die Auswerteeinheit und die Empfangseinheiten auf dem BUS kommunizieren. Die Auswerteeinheit müssen in der Regel über eine derartige (standardisierte) Schnittstelle verfügen, um mit anderen Komponenten im Fahrzeug, etwa einem Bordcomputer und/oder einem Navigationssystem kommunizieren zu können. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass in der Regel lediglich eine Software-Anpassung erforderlich wäre, um GNSS-Daten über die BUS-Schnittstelle empfangen zu können, sodass keine signifikanten Hardwareeingriffe vonnöten wären, um die BUS-Schnittstelle als einzelne Schnittstelle zu nutzen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das System mindestens zwei Empfangseinheiten umfasst, wobei die Empfangseinheiten beabstandet zueinander angeordnet sind. Bevorzugt ist eine der Empfangseinheiten vorne am Fahrzeug und eine der Empfangseinheiten hinten am Fahrzeug angeordnet bzw. für eine Anordnung vorne am Fahrzeug und hinten am Fahrzeug vorgesehen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine erste Empfangseinheit der mindestens zwei Empfangseinheiten eine erste GNSS-Antenne ist und eine zweite Empfangseinheit der mindestens zwei Empfangseinheiten eine zweite GNSS-Antenne ist, wobei die zweite GNSS-Antenne im Vergleich zur ersten GNSS-Antenne vereinfacht aufgebaut ist.
Besonders bevorzugt besteht mindestens eine Empfangseinheit aus einer sog. Low-Cost-GNSS-Antenne. Die Daten dieser Empfangseinheit können in der Auswerteeinheit für das Herausfiltern von Multipfadeffekten und/oder für die Plausibilisierung weiterer GNSS-Daten herangezogen werden. Weiterhin bevorzugt ist es, wenn mehrere Low-Cost Empfangseinheiten am Fahrzeug angeordnet werden. Insbesondere sind solche mehreren Low-Cost Empfangseinheiten um einen Innenbereich des Fahrzeugs herum angeordnet. Alle diese Low-Cost Empfangseinheiten stehen jeweils über Funk mit der Auswerteeinheit in Verbindung. Hier sinkt der Verkabelungsaufwand im Fahrzeug durch die drahtlose Datenübertragung weiter. Außerdem kann eine sehr gute Empfangbarkeit von GNSS-Signalen erreicht werden. Dies liegt insbesondere auch daran, dass das Fahrzeug selbst bei einer solchen Anordnung zumindest für einzelne der um den Innenbereich des Fahrzeugs herum angeordneten Empfangseinheiten keine Abdeckung darstellt.
Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs auf Basis von GNSS-Daten vorgeschlagen, aufweisend folgende Schritte:

a) Empfangen von GNSS-Daten mittels mindestens einer, bevorzugt mindestens zwei Empfangseinheit(en),
b) Übertragen von GNSS-Daten von der Empfangseinheit zu einer Auswerteeinheit über eine Schnittstelle, über die eine Vielzahl von Empfangseinheiten mit der Auswerteeinheit kommunizieren können, und
c) Auswerten von GNSS-Daten mittels der Auswerteeinheit zur Ermittlung der Position.

Die angegebene Reihenfolge der Schritte a) bis c) ist lediglich beispielhaft. Natürlich können einige oder alle der Schritte auch zeitgleich oder zumindest teilweise parallel ausgeübt werden. Zudem kann die Reihenfolge der Schritte b) und c) auch bei einem regulären Betriebsablauf umgekehrt sein.
In Schritt a) werden Navigationssatellitendaten mittels mindestens einer Empfangseinheit empfangen. Bevorzugt werden die Navigationssatellitendaten mittels mindestens zwei Empfangseinheiten empfangen. Vorzugsweise ist zumindest eine Empfangseinheit bzw. eine dieser Empfangseinheiten in oder an dem Fahrzeug angeordnet. Jede Empfangseinheit weist in der Regel eine GNSS-Antenne auf. Zumindest die in oder an dem Fahrzeug angeordnete Empfangseinheit wird vorzugsweise aus dem Fahrzeug heraus bzw. über ein Bordnetz des Fahrzeugs mit Strom versorgt. Außerdem verfügt die Empfangseinheit in einer bevorzugten Ausgestaltung über eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle. Dies erlaubt es der Empfangseinheit, empfangene GNSS-Signale drahtlos zu übertragen. Zusätzlich kann die Empfangseinheit über eine Verarbeitungseinheit verfügen, welche die empfangenen GNSS-Signale bzw. Navigationssatellitendaten vor der drahtlosen Übertragung in ein einheitliches Datenformat umwandelt. Die Verarbeitungseinheit kann auch Verarbeitungsschritte zur Bestimmung der Position aus den von der Empfangseinheit ursprünglich empfangenen Rohdaten durchführen. Die von der Empfangseinheit bereitgestellten Signale, die von der Auswerteeinheit empfangen werden, sind dann keine Rohdaten mehr, sondern bereits hieraus berechnete Positionsdaten oder Positionsrohdaten. Hierbei können die GNSS-Signale bereits vorverstärkt und/oder gefiltert werden. Unter einer Filterung kann hierbei die Trennung von L1 und/oder L2 und/oder L-Band Signalen und/oder weiterer Signale aus einer Trägerfrequenz verstanden werden. Alternativ oder kumulativ ist es möglich, dass die GNSS-Daten bereits in der Empfängereinheit korreliert werden. Anschließend kann eine drahtlose Übertragung der nun vorteilhaft einheitlichen GNSS-Daten bzw. vorverarbeiteten Daten bzw. Positionsdaten bzw. Positionsrohdaten im Fahrzeug erfolgen.
In Schritt b) werden GNSS-Daten von der Empfangseinheit zu einer Auswerteeinheit übertragen, die in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist. In der Regel werden hierbei die zuvor von der Empfangseinheit empfangenen Navigationssatellitendaten als GNSS-Daten der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt. Dabei kann in der Empfangseinheit zum Erzeugen der GNSS-Daten eine Bearbeitung der Navigationssatellitendaten, etwa eine Filterung, Vereinheitlichung und/oder Korrelation erfolgen, wie diese oben näher dargestellt wurde. Die Übertragung erfolgt über eine (gemeinsame und/oder einzelne) Schnittstelle (der Auswerteeinheit), über die eine Vielzahl von Empfangseinheiten mit der Auswerteeinheit kommunizieren können. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass die Daten auf ihrem Weg von der bzw. den jeweiligen Empfangseinheit(en) hin zu der Auswerteeinheit dieselbe (einzelne) Schnittstelle (der Auswerteeinheit) passieren.
In Schritt c) werden GNSS-Daten mittels einer Auswerteeinheit, die in dem oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, ausgewertet. Insbesondere werden die Daten nun in mindestens einer Auswerteeinheit des Fahrzeugs weiterverarbeitet. Bei der Auswerteeinheit kann es sich beispielsweise um einen GNSS-Sensor bzw. um einen (Fahrzeug-)Positions- und Bewegungssensor handeln, welcher aus den GNSS-Daten eine hochgenaue Fahrzeugposition und/oder Fahrzeugbewegung berechnet. Alternativ kann die Auswerteeinheit Bestandteil eines solchen Sensors sein. Auch ist möglich, dass die Auswerteeinheit selbst auch eine Empfangseinheit aufweist und die Auswerteeinheit trotzdem eine Schnittstelle aufweist über welche die Auswerteeinheit GNSS-Daten von weiteren Empfangseinheiten empfangen kann. Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei der Auswerteeinheit um ein Karten-Steuergerät (sog. MAP-Steuergerät), welches eine Fahrzeugposition auf einer Karte bestimmt, oder die Auswerteeinheit ist Bestandteil eines solchen Steuergeräts. Die empfangenen GNSS-Daten werden hierzu vorzugsweise über eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle der Auswerteeinheit empfangen und bevorzugt nachgelagerten Einheiten, wie Korrelationseinheiten und/oder Mikrocontroller (µC) weitergeleitet. Die nachgelagerten Einheiten der Auswerteeinheit können die empfangenen GNSS-Daten dann wie bereits heute üblich verarbeiten.
Die Schritte a), b) und c) finden während des Betrieb des Kraftfahrzeugs bevorzugt dauerhaft parallel bzw. regelmäßig wiederholt statt, um jederzeit die Bestimmung einer genauen Position zu ermöglichen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) die GNSS-Daten drahtlos von der Empfangseinheit zu der Auswerteeinheit übertragen werden. Vorzugsweise erfolgt in Schritt b) eine drahtlose Übertragung von GNSS-Daten in dem Fahrzeug.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) die GNSS-Daten mittels einer Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsverbindung (engl.: Car-to-X Communication), bzw. nach diesem Standard von der Empfangseinheit zu der Auswerteeinheit übertragen werden. Unter Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation (engl.: Car-to-Car Communication, oder kurz: Car2Car oder C2C) wird der Austausch von Informationen und Daten zwischen (Kraft-)Fahrzeugen verstanden. Ziel dieses Datenaustausches ist es, dem Fahrer frühzeitig kritische und gefährliche Situationen zu melden. Die betreffenden Fahrzeuge sammeln Daten, wie ABS-Eingriffe, Lenkwinkel, Position, Richtung und Geschwindigkeit, und senden diese Daten über Funk (WLAN, UMTS, etc.) an die anderen Verkehrsteilnehmer. Dabei soll die „Sichtweite“ des Fahrers mit elektronischen Mitteln verlängert werden. Unter Fahrzeug-zu-Infrastruktur Kommunikation (engl.: Car-to-Infrastructure, oder kurz: C2I) wird der Austausch von Daten zwischen einem Fahrzeug und der umliegenden Infrastruktur (z.B. Lichtzeichenanlagen verstanden). Die genannten Technologien basieren auf dem Zusammenwirken von Sensoren der verschiedenen Verkehrspartner und verwenden neueste Verfahren der Kommunikationstechnologie zum Austausch dieser Informationen. Fahrzeug-zu-X ist hierbei ein Oberbegriff für die verschiedenen Kommunikationsverbindungen, wie Fahrzeug-zu-Fahrzeug und Fahrzeug-zu- Infrastruktur.
Wenn die drahtlose Übertragung der GNSS-Daten bzw. -Signale (im Fahrzeug) mit Hilfe einer Car-to-X Kommunikationsverbindung, bzw. nach diesem Standard erfolgt, ist es bevorzugt, wenn die Übertragungsrate der Daten dabei mindestens so hoch wie die höchste zu übertragende Satellitenfrequenz ist. Verwendet werden kann in diesem Zusammenhang beispielsweise eine WLAN Funkverbindung.
Weiterhin bevorzugt ist es, wenn GNSS-Daten, insbesondere Korrekturdaten, mittels einer Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsverbindung (engl.: Car-to-X Communication), bzw. nach diesem Standard (direkt) zu der Auswerteeinheit übertragen werden. Bevorzugt werden GNSS-Daten neben bzw. zusätzlich zu dem Empfang von GNSS-Daten über eine Empfangseinheit (GNSS-Antenne), insbesondere des eigenen Fahrzeugs, über eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsverbindung im Fahrzeug bzw. von der Auswerteeinheit empfangen. Dies kann einen zweiten Pfad zu der Kommunikation zwischen der Empfangseinheit und der Auswerteeinheit darstellen. Dabei ist es jedoch vorteilhaft, dass auch der zweite Pfad über die einzelne bzw. gemeinsame Schnittstelle verläuft.
Vorteilhafterweise ist die Schnittstelle eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsschnittstelle. Bevorzugt werden von einer weiteren Empfangseinheit, die eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsschnittstelle nach außen besitzt, GNSS-Daten (direkt) zu der Auswerteeinheit übertragen. Darüber hinaus können GNSS-Daten von einem benachbarten Fahrzeug oder einem Infrastrukturpunkt, etwa einer Autobahnbrücke oder einer Ampel, insbesondere über eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation an die Auswerteeinheit übertragen werden. Besonders bevorzugt weist das benachbarte Fahrzeug oder der Infrastrukturpunkt die Empfangseinheit auf, die in Schritt b) GNSS-Daten zu der Auswerteeinheit über die Schnittstelle überträgt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das benachbarte Fahrzeug oder der Infrastrukturpunkt eine weitere Empfangseinheit aufweist, die GNSS-Daten zu der Auswerteeinheit über die Schnittstelle überträgt. Hierbei weist die Empfangseinheit vorteilhafterweise eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsschnittstelle nach außen auf. Wenn GNSS-Daten bereits im Fahrzeug-zu-X-Format vorhanden sind, ist es vorteilhaft diese direkt über die (einheitliche) Schnittstelle an die Auswerteeinheit zu übertragen, die in diesem Fall vorteilhafterweise als Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsschnittstelle ausgeführt ist.
Weiterhin bevorzugt erfolgt die drahtlose Übertragung der GNSS-Daten (im Fahrzeug) in einer verschlüsselten Form. Die Empfangseinheit bzw. Sendeeinheit (der Empfangseinheit) besitzt besonders bevorzugt eine eigene Kennung, insbesondere MAC-Adresse, welche eine eindeutige Identifizierung der Geräte untereinander ermöglicht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die GNSS-Daten in der Empfangseinheit derart verarbeitet werden, dass die GNSS-Daten eine Information über die Empfangseinheit umfassen, von der sie an die Auswerteeinheit übertragen wurden bzw. werden. Bevorzugt werden hier über eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle der Auswerteeinheit die GNSS-Daten mehrerer Empfangseinheiten, insbesondere GNSS-Antennen im oder am Fahrzeug, empfangen und in der Auswerteeinheit weiterverarbeitet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die GNSS-Daten eine eindeutige Kennung (Antennen ID) enthalten.
Bevorzugt werden die Daten von (mindestens) zwei GNSS-Antennen, welche sich an unterschiedlichen Positionen im oder am Fahrzeug befinden, über eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle der Auswerteeinheit empfangen. In der Auswerteeinheit können die Daten anschließend fusioniert oder in verschiedenen Pfaden ausgewertet werden. Beispielsweise kann sich eine GNSS-Antenne vorne am Fahrzeug befinden und eine GNSS-Antenne hinten am Fahrzeug. Je nach Satellitenkonstellation, Fahrtrichtung und umliegenden Strukturen, kann der GNSS-Empfang in einer der Antennen besser als in der weiteren Antenne sein. Durch die Übertragung beider Antennendaten an die Auswerteeinheit kann eine verbesserte Positionsbestimmung des Fahrzeugs erfolgen. Weiterhin bevorzugt ist es, wenn eine GNSS-Antenne L1/L2 Signale (verbessert) empfängt, während eine weitere Antenne nur L-Band Signale (verbessert) empfängt. In der Auswerteeinheit können nun aus den Daten der ersten Antenne (erste Empfangseinheit) L1/L2 Signale mit einer hohen Güte extrahiert werden, während aus den Daten der zweiten Antenne (zweite Empfangseinheit) L-Band Signale mit einer hohen Güte extrahiert werden können. Dadurch kann die Positionsbestimmung des Fahrzeugs ebenfalls verbessert werden, wobei der Verkabelungsaufwand durch die Drahtlosübertragung gering ausfällt.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Empfangseinheiten über eine gemeinsame Leitung mit Strom versorgt. Bevorzugt werden die Empfangseinheiten hierzu in einer Kette (Reihenschaltung) angeschlossen. Dies kann zur weiteren Senkung des Verkabelungsaufwands im Fahrzeug beitragen. In einer noch weiteren Ausführungsform werden mehrere GNSS-Antennen zu einer Empfangseinheit zusammengefügt, welche in der Lage ist, die empfangenen GNSS-Daten in das Fahrzeug zu übertragen. Dabei können sich die Komponenten in einem eigenen Gehäuse befinden.
Die im Zusammenhang mit der Auswerteeinheit erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Fahrzeug und/oder dem Verfahren auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Hier auch beschrieben werden soll ein Computerprogramm zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren oder zumindest einen Teil davon (insbesondere Schritt c) auszuführen. Die Auswerteeinheit beziehungsweise eine Recheneinheit (Prozessor) der Auswerteeinheit greift beispielsweise auf das Computerprogramm zu, um das Verfahren oder zumindest einen Teil davon(insbesondere Schritt c) auszuführen.
Ferner soll auch ein maschinenlesbares Speichermedium beschrieben werden, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger. Alternativ oder kumulativ kann eine Schaltung vorgesehen sein, die bevorzugt als integrierte oder diskrete Schaltung und besonders bevorzugt als (digitale) anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgeführt ist. Die Schaltung ist dazu eingerichtet, ein hier beschriebenes Verfahren oder zumindest einen Teil davon (insbesondere Schritt c) und/oder das Computerprogramm auszuführen. Hierzu kann die (digitale) ASIC eine Vielzahl von entsprechend eingerichteten Logikfunktionen aufweisen.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogram, dem Speichermedium und/oder der Schaltung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigt schematisch:

1: ein Fahrzeug mit einer Auswerteeinheit, und
2 ein Ablaufdiagramm des beschriebenen Verfahrens.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 2. Das Fahrzeug 2 ist mit einer Auswerteeinheit 1 ausgerüstet, die zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs 2 auf Basis von GNSS-Daten ausgerüstet ist. Dazu kann die Auswerteeinheit 1 beispielsweise in der Art eines GNSS-Sensors bzw. in der Art eines Positions- und Bewegungssensors ausgestaltet sein.
Darüber hinaus sind an dem Fahrzeug 2 hier beispielhaft zwei Empfangseinheiten 3 beabstandet zueinander angebracht. Die Empfangseinheiten 3 sind jeweils zum Empfangen von Navigationssatellitendaten eingerichtet. Dazu können diese beispielsweise jeweils in der Art eines GNSS-Empfängers bzw. einer GNSS-Antenne ausgestaltet sein. Zudem sind die Empfangseinheiten 3 hier zum Senden von GNSS-Daten vorgesehen und eingerichtet, was gemäß der Darstellung nach 1 durch jeweils drei Kreisbogensegmente veranschaulicht ist.
Die Auswerteeinheit 1 ist dazu eingerichtet, über eine einzelne Schnittstelle GNSS-Daten von einer Vielzahl von Empfangseinheiten 3 zu empfangen. In dem Beispiel nach 1 werden jedenfalls GNSS-Daten von den zwei Empfangseinheiten 3 empfangen, die an dem Fahrzeug 2 angeordnet sind. Die Schnittstelle ist hier eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle, was gemäß der Darstellung nach 1 ebenfalls durch die drei Kreisbogensegmente veranschaulicht ist. Die Empfangseinheiten 3 übertragen GNSS-Daten drahtlos zu der Auswerteeinheit 1 über die gemeinsame drahtlose Schnittstelle bzw. die Funkschnittstelle.
Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des hier beschriebenen Verfahrens zur Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs. Zunächst werden in Schritt a) GNSS-Navigationssatellitendaten von mindestens einer Empfangseinheit empfangen. Dann erfolgt in Schritt b) das Übertragen von GNSS-Daten von der Empfangseinheit zu einer Auswerteeinheit, die in oder an dem Fahrzeug angeordnet ist. Anschließend erfolgt in Schritt c) die Auswertung dieser GNSS-Daten mittels der Auswerteeinheit.
Die hier vorgestellte Lösung trägt insbesondere dazu bei, einen oder mehrere der nachstehend genannten Vorteile zu erreichen:

• Keine oder zumindest deutlich reduzierte Anpassung der Sensor-Hardware bei der Verwendung von mehr als einer GNSS-Antenne im Fahrzeug, für einen verbesserten Empfang von beispielsweise Satellitenkorrekturdaten.
• Der Bauraum des GNSS-Sensors kann klein gehalten werden.
• Der hardwareseitige Integrationsaufwand des Systems kann gesenkt werden, da eine drahtlose Schnittstelle bzw. eine Funkschnittstelle nur einmal freigegen werden muss.
• Der Verkabelungsaufwand im Fahrzeug kann gesenkt werden.
• Die Güte der in der Auswerteeinheit empfangenen GNSS-Daten kann erhöht werden, da Signalreflexionen auf der Übertragungsstrecke entfallen, wenn keine langen Hochfrequenz-Antennenkabel im Fahrzeug verwendet werden müssen.
• Die Positionsbestimmung in der Auswerteeinheit wird (dadurch) erhöht.
• Die Plausibilisierung oder grobe Bestimmung einer Fahrzeugposition mit GNSS-Daten eines Nachbarfahrzeugs kann zu einer Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr führen.

Claims

Auswerteeinheit (1) für ein Fahrzeug (2), eingerichtet zur Ermittlung einer Position auf Basis von GNSS-Daten, wobei die Auswerteeinheit (1) dazu eingerichtet ist, über eine einzelne Schnittstelle Daten von einer Vielzahl von Empfangseinheiten (3), die jeweils zum Empfangen von GNSS-Daten eingerichtet sind, zu empfangen.
Auswerteeinheit (1) nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle zum drahtlosen Empfang eingerichtet ist.
System für ein Fahrzeug (2), umfassend: - eine Auswerteeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2; - mindestens eine Empfangseinheit (3), eingerichtet zum Empfangen von GNSS-Daten, wobei die Auswerteeinheit (1) dazu eingerichtet ist, über die Schnittstelle GNSS-Daten von der mindestens einen Empfangseinheit (3) zu empfangen.
System nach Anspruch 3, wobei das System mindestens zwei Empfangseinheiten (3) umfasst, wobei die Empfangseinheiten (3) beabstandet zueinander angeordnet sind.
System nach Anspruch 3 oder 4, wobei eine erste Empfangseinheit (3) der mindestens zwei Empfangseinheiten (3) eine erste GNSS-Antenne ist und eine zweite Empfangseinheit (3) der mindestens zwei Empfangseinheiten (3) eine zweite GNSS-Antenne ist, wobei die zweite GNSS-Antenne im Vergleich zur ersten GNSS-Antenne vereinfacht aufgebaut ist.
Verfahren zur Ermittlung einer Position auf Basis von GNSS-Daten, aufweisend folgende Schritte: a) Empfangen von GNSS-Daten mittels mindestens einer Empfangseinheit (3); b) Übertragen von GNSS-Daten von der Empfangseinheit (3) zu einer Auswerteeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 über eine Schnittstelle, über die eine Vielzahl von Empfangseinheiten (3) mit der Auswerteeinheit (1) kommunizieren können; und c) Auswerten von GNSS-Daten mittels der Auswerteeinheit (1) zur Ermittlung der Position.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt b) die GNSS-Daten drahtlos von der Empfangseinheit (3) zu der Auswerteeinheit (1) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei in Schritt b) die GNSS-Daten mittels einer Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsverbindung von der Empfangseinheit (3) zu der Auswerteeinheit (1) übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die GNSS-Daten in der Empfangseinheit (3) derart verarbeitet werden, dass die GNSS-Daten eine Information über die Empfangseinheit (3) umfassen, von der sie an die Auswerteeinheit (1) übertragen wurden.
Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.