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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position innerhalb eines Parkhauses sowie ein System zum Bestimmen einer Position innerhalb eines Parkhauses.
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Navigationslösungen in Parkhäusern für Fußgänger und/oder Autofahrer werden kaum angeboten, da eine Positionsbestimmung mittels eines Positionssensors, beispielsweise GPS, in Parkhäusern oftmals nicht oder nur sehr unpräzise vorhanden ist. Insbesondere wird die Navigation innerhalb von Parkhäusern erschwert, da Wände des Parkhauses das Positionierungssignal abschirmen. Andere verfügbare Navigationslösungen in Parkhäusern basieren oft auf einem hohen Aufwand unter Verwendung kostspieliger Infrastrukturmaßnahmen des Parkhauses. Beispielsweise erfordern diese häufig den Verbau von Bluetooth Low Energy, WiFi Access Points oder RFID Tags, die mit einer detaillierten Grundrisskarte kombiniert werden müssen. Diese Lösungen sind meist proprietär und nur sehr selten implementiert oder großflächig adaptiert.
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Aus der
CN 110030990 A ist ein Parkmanagementsystem bekannt, wobei das Parkmanagementsystem eine geomagnetische Sensoreinheit, eine Zusatzsensoreinheit und eine Verarbeitungseinheit aufweist, wobei die geomagnetische Sensoreinheit dazu verwendet wird, geomagnetische Informationen in der Laufstrecke eines Fahrzeughalters zu erhalten, die Zusatzsensoreinheit verwendet wird, Zusatzinformationen in der Laufstrecke des Fahrzeughalters zu erhalten, und die Verarbeitungseinheit verwendet wird, Informationen basierend auf den geomagnetischen Informationen und den Zusatzinformationen zu erhalten, um die Laufstrecke des Fahrzeughalters zu bestimmen.
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Aus der
CN 107274716 A ist ein integriertes Navigationsparksystem und Verfahren für den Innen- und Außenbereich bekannt.
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Aus der
CN 107202580 A ist ein Unterflurwagensuchgerät, umfassend ein GPS-Navigationsmodul, ein geomagnetisches Referenzmodul, ein geomagnetisches Korrekturmodul, ein Navigationssignalverarbeitungsmodul und ein wagenauffindendes Fahrtmodul bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Positionsbestimmung innerhalb eines Parkhauses bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, dass eine Position innerhalb eines Parkhauses mittels eines Koppelnavigationsverfahrens ermittelt werden kann, wobei Bewegungstrajektorien, die über das Koppelnavigationsverfahren bestimmt werden, anhand von Landmarken ausgerichtet werden können, die über eine vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses ermittelt werden. Somit kann die Genauigkeit der Bewegungstrajektorien und damit der Position verbessert werden, da ein möglicher Drift der Bewegungstrajektorien ausgeglichen werden kann.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Position innerhalb eines Parkhauses bereitgestellt, wobei durch ein Kraftfahrzeug in dem Parkhaus Odometriesensordaten und diesen zugeordnete Magnetfeldsensordaten zyklisch ermittelt werden, wobei durch eine Recheneinheit aus den Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens eine Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs im Parkhaus bestimmt wird, wobei die Magnetfeldsensordaten mit einer vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses abgeglichen werden und daraus zumindest eine Landmarke aus einer mit den Magnetfeldsensordaten übereinstimmenden Magnetfeldcharakteristik ermittelt wird, wobei die Bewegungstrajektorie anhand der zumindest einen Landmarke mit einem Koordinatensystem des Parkhauses zugeordnet wird und mittels der zugeordneten Bewegungstrajektorie die Position des Kraftfahrzeugs im Parkhaus bestimmt wird.
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Mit anderen Worten werden durch das Kraftfahrzeug in dem Parkhaus zyklisch beziehungsweise fortlaufend Odometriesensordaten und zeitgleich Magnetfeldsensordaten ermittelt. Die Odometriesensordaten können beispielsweise Geschwindigkeits- und Orientierungsmessungen des Kraftfahrzeugs umfassen, wobei diese mittels des Koppelnavigationsverfahrens derart miteinander verknüpft werden können, dass eine Bewegungstrajektorie erhalten wird. So können im Koppelnavigationsverfahren (sogenanntes „Dead Reckoning“) Geschwindigkeiten und Lenkwinkel miteinander verknüpft werden, um die Bewegungstrajektorie beziehungsweise einen zurückgelegten Weg des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die Bestimmung der Bewegungstrajektorie aus den Odometriesensordaten ist hierbei vorteilhaft, da kein Positionierungssignal, wie GPS, benötigt wird, um einen Bewegungsverlauf des Kraftfahrzeugs zu erhalten.
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Um die so ermittelte Bewegungstrajektorie passend mit dem Parkhaus zu verknüpfen, ist eine Ausrichtung beziehungsweise Zuordnung mit dem Koordinatensystem des Parkhauses anhand mindestens einer Landmarke notwendig. Diese Landmarke kann ermittelt werden, indem die vom Kraftfahrzeug aufgenommenen Magnetfeldsensordaten mit einer vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses abgeglichen und gleiche Magnetfeldcharakteristiken gesucht werden. Wird eine solche übereinstimmende Magnetfeldcharakteristik in der Magnetfeldkarte des Parkhauses gefunden, kann diese als eine Landmarke im Koordinatensystem des Parkhauses markiert werden und die Bewegungstrajektorie kann dieser zugeordnet werden, was bedeutet, dass die Bewegungstrajektorie auf die jeweiligen Landmarken verschoben werden kann. Aus der so mit dem Koordinatensystem des Parkhauses zugeordneten Bewegungstrajektorie kann dann die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs im Parkhaus bestimmt werden.
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Mittels der bekannten Position des Kraftfahrzeugs kann anschließend beispielsweise eine Navigation innerhalb des Parkhauses ermöglicht werden, da bekannt ist, wo sich das Kraftfahrzeug befindet. Dies kann beispielsweise anhand vorgegebener Parkhauskarten, insbesondere einer Wegnetzkarte des Parkhauses, durchgeführt werden. Auch eine Parkposition des Kraftfahrzeugs kann so bestimmt werden, was eine Navigation zurück zu dem Kraftfahrzeug ermöglicht.
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Die Rechenvorrichtung, die die Bewegungstrajektorie, die Landmarke und die Zuordnung der Bewegungstrajektorie zu der Landmarke bestimmt, kann ein Server sein, insbesondere eine Rechnerwolke, an den die Odometriesensordaten und die Magnetfeldsensordaten über eine Datenverbindung, insbesondere über das Internet, gesendet werden können. Alternativ kann die Rechenvorrichtung auch eine Rechenvorrichtung des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise ein Fahrzeugcomputer, der die Bestimmung durchführt.
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Die Magnetfeldkarte des Parkhauses ist vorzugsweise vorgegeben beziehungsweise vorbestimmt, indem zuvor Kraftfahrzeuge Magnetfeldsensordaten in dem Parkhaus ermitteln und die Magnetfeldkarte erstellen. Die Magnetfeldkarte hat den Vorteil, dass gerade in Gebäuden das Erdmagnetfeld durch bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise Stahlbetonwände und Säulen, auf eine sehr charakteristische Art und Weise verzerrt wird. Da das Erdmagnetfeld über lange Zeit stabil ist, können die Verzerrungen innerhalb des Parkhauses somit gut zur Bestimmung von Landmarken verwendet werden. Die Landmarken sind hierbei vorzugsweise charakteristische Magnetfeldsignaturen, beispielsweise eine Abfolge von Magnetfeldstärken und Richtungen, die Positionen im Parkhaus zugeordnet sind. Als Magnetfeldsensordaten können eine Magnetfeldstärke und/oder eine Magnetfeldrichtung an der jeweiligen Position gemessen werden, über die hinterher die Landmarke bestimmt werden kann.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Positionsbestimmung im Parkhaus mit hoher Qualität durchgeführt werden kann, da Koppelnavigationsverfahren auch bei fehlendem Positionierungssignal eine zuverlässige Ortsbestimmung ermöglichen. Diese kann bei einer vorhandenen Magnetfeldkarte des Parkhauses deutlich verbessert werden, indem ein Drift der Bewegungstrajektorien reduziert wird. Die bekannte Position kann dann verwendet werden, um Navigationslösungen für das Parkhaus anzubieten.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass Odometriesensordaten Zeitstempel, Geschwindigkeitsdaten, Radumdrehungsdaten, Nickwinkel und/oder Gierwinkel des Kraftfahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten können die Odometriesensordaten eine indirekte Positionierungs- und Lagebestimmung des Kraftfahrzeugs ermöglichen, wobei durch das Koppelnavigationsverfahren aus diesen Odometriesensordaten die jeweiligen Bewegungstrajektorien bestimmt werden können. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch bei fehlenden aktiven Positionierungsmethoden, wie GPS, genaue Bewegungstrajektorien des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden können.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Magnetfeldcharakteristik zur Ermittlung der zumindest einen Landmarke eine Abfolge mehrerer übereinstimmender Magnetfeldstärken und/oder Magnetfeldvektoren ist. Mit anderen Worten können zur Bestimmung der übereinstimmenden Magnetfeldcharakteristik zwischen der Magnetfeldkarte und den aufgenommenen Magnetfeldsensordaten Abfolgen, insbesondere zeitliche Abfolgen, der Magnetfeldstärken und/oder Magnetfeldvektoren miteinander verglichen werden. Wird eine solche übereinstimmende Magnetfeldcharakteristik erkannt, kann die Landmarke auf der Magnetfeldkarte eindeutig zugeordnet werden. Die Abfolge der mehreren übereinstimmenden Magnetfeldstärken und/oder Magnetfeldvektoren kann beispielsweise mindestens zehn hintereinander durchgeführte Messungen umfassen, um die Magnetfeldcharakteristik eindeutig zuordnen zu können. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Positionsbestimmung verbessert werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ermittlung der Odometriesensordaten und der Magnetfeldsensordaten gestartet wird, falls ein außerhalb des Parkhauses empfangbares Positionierungssignal bei Einfahrt in das Parkhaus abbricht, wobei eine letzte empfangene Fahrzeugposition des Positionierungssignals als Ausgangspunkt für das Koppelnavigationsverfahren verwendet wird. Mit anderen Worten kann der Ausgangspunkt als eine weitere Landmarke verwendet werden, an der die Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs ausgerichtet werden kann. Hierfür kann eine letzte empfangene Fahrzeugposition, die über das Positionierungssignal bestimmt wurde, verwendet werden. Das Positionierungssignal kann beispielsweise GPS, GLONASS, Galileo und/oder Beidou umfassen. Bricht dieses Positionierungssignal ab, kann die weitere Positionierung mit dem zuvor beschriebenen Verfahren, das heißt mittels der Odometriesensordaten und der Magnetfeldsensordaten durchgeführt werden. Das zuletzt festgestellte Positionierungssignal, das als Ausgangspunkt für das Koppelnavigationsverfahren verwendet wird, kann beispielsweise eine Parkhauseinfahrt anzeigen, die so automatisch bestimmt werden kann und mittels der die Ausrichtung der Bewegungstrajektorie verbessert werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich des Weiteren der Vorteil, dass Rechenressourcen der Recheneinrichtung geschont werden können, da nicht dauerhaft Bewegungstrajektorien aus den Odometriesensordaten bestimmt werden, sondern nur, falls kein Positionierungssignal vorhanden ist. Auch kann eine Verknüpfung zwischen einer Navigation von außerhalb des Parkhauses mit dem Innenraum des Parkhauses bereitgestellt werden, was einen nahtlosen Übergang ermöglicht.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass als Position eine Parkposition des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, wobei die Parkposition durch eine Motordeaktivierung des Kraftfahrzeugs erkannt wird. Mit anderen Worten kann die ermittelte Position des Kraftfahrzeugs eine Parkposition sein, die anschließend als Referenzpunkt für eine Fußgängernavigation verwendet werden kann. So kann beispielsweise bei bekannter Parkposition ein Auffinden des Kraftfahrzeugs im Parkhaus erleichtert werden. Die Parkposition kann vorzugsweise bestimmt werden, indem eine Motordeaktivierung des Kraftfahrzeugs stattfindet. Als zusätzliche Bedingung zur Bestimmung der Parkposition kann beispielsweise auch eine im Wesentlichen rechtwinklige Abweichung der Bewegungstrajektorie vorgesehen sein. Im Wesentlichen rechtwinklig kann hierbei bedeuten, dass ein Winkel von 90° ± 20° mit anschließender Motordeaktivierung die Parkposition und damit einen Parkplatz anzeigen kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Parkposition als Referenzpunkt für eine weitere Navigation innerhalb des Parkhauses bereitgestellt werden kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Parkposition als Referenzpunkt für eine Fußgängernavigation im Parkhaus an ein mobiles Endgerät übertragen wird. Das mobile Endgerät kann vorzugsweise mit dem Kraftfahrzeug gekoppelt sein, beispielsweise über Bluetooth, wobei bei Feststellung, dass die Parkposition erreicht ist, diese Position als Referenzpunkt an das mobile Endgerät übertragen wird. Das mobile Endgerät kann beispielsweise ein Smartphone, ein Laptop und/oder ein Tablet-PC sein, wobei das mobile Endgerät vorzugsweise dazu ausgebildet ist, eine Positionsbestimmung und damit eine Navigation mittels Sensoren des mobilen Endgeräts durchzuführen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine anschließende Navigation ausgehend vom Kraftfahrzeug verbessert werden kann.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass durch das mobile Endgerät Bewegungssensordaten und Magnetfeldsensordaten ermittelt werden, wobei aus den Bewegungssensordaten eine Bewegungstrajektorie für die Fußgängernavigation bestimmt wird, wobei die Magnetfeldsensordaten des mobilen Endgeräts mit der vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses abgeglichen werden und daraus zumindest eine weitere Landmarke aus der übereinstimmenden Magnetfeldcharakteristik ermittelt wird, wobei die Bewegungstrajektorie der Fußgängernavigation anhand des Referenzpunktes und der zumindest einen weiteren Landmarke zugeordnet wird und mittels der zugeordneten Bewegungstrajektorie die Position des mobilen Endgerätes im Parkhaus ermittelt wird. Mit anderen Worten können durch das mobile Endgerät Bewegungssensordaten und Magnetfeldsensordaten ermittelt werden, aus denen in gleicher Weise wie für das Kraftfahrzeug die Position des mobilen Endgeräts im Parkhaus ermittelt wird. Das mobile Endgerät kann hierbei als Bewegungssensordaten Gyroskopdaten, Beschleunigungsdaten, Schrittzählerdaten und/oder Barometerdaten umfassen. Als erster Referenzpunkt beziehungsweise erste Landmarke, an dem die Bewegungstrajektorie des mobilen Endgeräts ausgerichtet werden kann, kann die Parkposition des Kraftfahrzeugs dienen. Anschließend können mittels der Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts eine Ausrichtung und Bewegung, insbesondere ausgehend von der Parkposition, ermittelt werden. So kann beispielsweise durch die Gyroskopdaten eine Drehung des mobilen Endgeräts beziehungsweise eines Fußgängers bestimmt werden, durch Beschleunigungsdaten und/oder Schrittzählerdaten kann eine Weglänge bestimmt werden, und durch die Barometerdaten kann beispielsweise ein Etagenwechsel in dem Parkhaus ermittelt werden. Auch können bei Wiedererkennung eines Positionierungssignals durch das mobile Endgerät ein Ein- und Ausgang in des Parkhauses ermittelt werden. Die so ermittelte Bewegungstrajektorie aus den Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts kann weiter verbessert werden, indem diese Landmarken zugeordnet wird, die bei übereinstimmender Magnetfeldcharakteristik erkannt werden. Die Berechnung der Bewegungstrajektorie und die Ermittlung der Landmarken kann beispielsweise durch die Recheneinrichtung durchgeführt werden, wobei das mobile Endgerät der Recheneinrichtung die Daten bereitstellen kann. Hierbei kann die Recheneinrichtung ein Server im Internet sein oder eine Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, das mit dem mobilen Endgerät über eine Datenkommunikation verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch das mobile Endgerät dazu ausgebildet sein, die Bestimmung der Position durchzuführen. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass auch eine Fußgängernavigation innerhalb des Parkhauses anhand der Position durchgeführt werden kann. Somit kann beispielsweise ausgehend vom Kraftfahrzeug der Weg zu einem Ausgang und wieder zurück zum Kraftfahrzeug gefunden werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass vor Beginn der Fußgängernavigation die Magnetfeldkarte des Parkhauses von dem Kraftfahrzeug an das mobile Endgerät übermittelt wird. Beispielsweise kann vor der Fußgängernavigation überprüft werden, ob das mobile Endgerät die Magnetfeldkarte aufweist. Ist dies nicht der Fall, kann das Kraftfahrzeug die Magnetfeldkarte mit dem mobilen Endgerät teilen.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass für die Fußgängernavigation eine initiale Ausrichtung des mobilen Endgerätes im Parkhaus anhand einer Ausrichtung des Kraftfahrzeugs in der Parkposition bereitgestellt wird. So kann beispielsweise die initiale Ausrichtung der Parkposition aus den Odometriesensordaten bekannt sein. Das mobile Endgerät kann anhand dieser Parkposition für einen Start der Fußgängernavigation ausgerichtet werden, wodurch eine bessere Orientierung des mobilen Endgerätes erreicht wird. Insbesondere kann die initiale Ausrichtung des mobilen Endgerätes gleich sein, wie die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Bestimmung der Bewegungstrajektorie durch das mobile Endgerät verbessert werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen einer Position innerhalb eines Parkhauses, mit einem Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug dazu ausgebildet ist, Odometriesensordaten und dazu zugeordnete Magnetfeldsensordaten in dem Parkhaus zu ermitteln, wobei das System eine Recheneinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, aus den Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens eine Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs im Parkhaus zu bestimmen, die Magnetfeldsensordaten mit einer vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses abzugleichen und daraus zumindest eine Landmarke aus einer übereinstimmenden Magnetfeldcharakteristik zu ermitteln, die Bewegungstrajektorie anhand der zumindest einen Landmarke zuzuordnen und mittels der zugeordneten Bewegungstrajektorie die Position des Kraftfahrzeugs im Parkhaus zu bestimmen. Vorzugsweise kann das System auch ein mobiles Endgerät für eine Fußgängernavigation umfassen. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
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Zu der Erfindung gehört auch eine Steuervorrichtung für das System. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein schematisch dargestelltes System zum Bestimmen einer Position in einem Parkhaus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 ein schematisch dargestelltes Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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In 1 ist ein schematisch dargestelltes System 10 zum Bestimmen einer Position in einem Parkhaus 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt.
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Um eine Navigation innerhalb des Parkhauses 12 bereitzustellen, ist eine gegenwärtige Position eines Kraftfahrzeugs 14 oder eines Fußgängers notwendig. Jedoch kann in Parkhäusern, die auch Tiefgaragen umfassen, die Position nicht wie üblich mittels eines Positionssensors, wie beispielsweise GPS, bereitgestellt werden, da in vielen Parkhäusern ein GPS-Signal durch die Wände des Parkhauses abgeschirmt wird, was eine Positionsbestimmung mittels Positionierungssignalen erschwert.
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Um dennoch eine Positionsbestimmung zu ermöglichen, kann das Kraftfahrzeug 14 des Systems 10 bei Einfahrt in das Parkhaus 12 Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten aufnehmen. Hierbei kann die Aufnahme gestartet werden, falls ein außerhalb des Parkhauses 12 empfangbares Positionierungssignal bei Einfahrt in das Parkhaus 12 abbricht, wobei vorzugsweise eine letzte empfangene Fahrzeugposition des Positionierungssignals als Ausgangspunkt für die Bestimmung der Odometriesensordaten verwenden kann.
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Die Odometriesensordaten können beispielsweise Zeitstempel, Geschwindigkeitsdaten, Radumdrehungsdaten, Nickwinkel und/oder Gierwinkel umfassen, die durch geeignete Sensoren des Kraftfahrzeugs 14 aufgenommen werden. Die Magnetfeldsensordaten können beispielsweise durch Hall-Sensoren, Förstersensoren oder weitere Magnetometer erfasst werden und beispielsweise eine Magnetfeldstärke und/oder einen Magnetfeldvektor aufweisen, wobei die Magnetfeldsensordaten über Zeitstempel den Odometriesensordaten zugeordnet werden können.
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Die ermittelten Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten können von dem Kraftfahrzeug 14 an eine Recheneinrichtung 16 gesendet werden, die ein Server im Internet sein kann. Alternativ kann die Recheneinrichtung 16 auch eine fahrzeuginterne Recheneinrichtung sein, beispielsweise ein Fahrzeugcomputer, der die ermittelten Sensordaten weiterverarbeitet. Die Recheneinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, aus den Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens („Dead Reckoning“) eine Bewegungstrajektorie 18 des Kraftfahrzeugs 14 innerhalb des Parkhauses 12 zu erstellen. Bei dem Koppelnavigationsverfahren können jeweilige Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten derart miteinander verknüpft werden, dass der zurückgelegte Weg allein aus diesen Messungen rekonstruiert werden kann.
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Des Weiteren kann die Recheneinrichtung 16 die Magnetfeldsensordaten mit einer vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses 12 abgleichen und bestimmen, ob eine übereinstimmende Magnetfeldcharakteristik aus den Magnetfeldsensordaten und der Magnetfeldkarte des Parkhauses 12 gefunden wird. Dabei kann die Magnetfeldkarte vorzugsweise vorher durch Messungen, beispielsweise durch Durchfahren des Parkhauses 12 von anderen Fahrzeugen, bereitgestellt worden sein, wobei die Magnetfeldkarte auf dem Erdmagnetfeld basiert, das durch Wände und Säulen des Parkhauses 12 charakteristisch verzerrt wird. Wird eine übereinstimmende Magnetfeldcharakteristik ermittelt, kann daraus zumindest eine Landmarke 20 bestimmt werden, wobei die Landmarke 20 zumindest eine Position sein kann, die das Kraftfahrzeug 14 bei der Durchfahrt durch das Parkhaus 12 passiert hat.
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Anhand dieser Landmarke 20 kann dann die Bewegungstrajektorie 18 zugeordnet werden. Das bedeutet, dass eine mögliche Ungenauigkeit der Bewegungstrajektorie 18 des Kraftfahrzeugs 14 ausgeglichen werden kann, indem die Bewegungstrajektorie 18 auf die Landmarke 20 verschoben beziehungsweise korrigiert wird. So kann ein Drift beziehungsweise eine Abweichung der Bewegungstrajektorie 18 korrigiert werden.
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Die übereinstimmende Magnetfeldcharakteristik kann hierbei eine Abfolge mehrerer übereinstimmender Magnetfeldstärken und/oder Magnetfeldsensoren sein, die sowohl in der Magnetfeldkarte als auch in den gemessenen Magnetfeldsensordaten auftritt.
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Mittels der so ausgerichteten Bewegungstrajektorie 18 kann dann jederzeit die Position und Lage/Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 14 im Parkhaus 12 bereitgestellt werden. Vorzugsweise kann somit auch eine Parkposition 22 des Kraftfahrzeugs 14 ermittelt werden, wobei eine Parkposition 22 erkannt werden kann, indem das Kraftfahrzeug 14 den Motor deaktiviert.
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Diese Parkposition 22 kann anschließend an ein mobiles Endgerät 24 des Systems 10 übertragen werden, um eine Fußgängernavigation im Parkhaus 12 zu ermöglichen. Das bedeutet, dass ausgehend von der Parkposition 22 eine Positionsbestimmung fortgesetzt werden kann, indem ausgehend von der Parkposition 22 die Ausrichtung und Lage des Kraftfahrzeugs 14 an das mobile Endgerät 24 übertragen werden.
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Das mobile Endgerät 24 kann beispielsweise ein Smartphone sein, das Sensoren aufweisen kann, um Bewegungssensordaten eines Fußgängers zu ermitteln. Die Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts 24 können beispielsweise Gyroskopdaten und/oder Kompassdaten zusammen mit Schrittzählerdaten und/oder Barometerdaten umfassen. Außerdem kann das mobile Endgerät 24 vorzugsweise auch Magnetfeldsensoren aufweisen, die dazu ausgebildet sind, Magnetfeldsensordaten zu bestimmen. Die Magnetfeldsensordaten des mobilen Endgerätes 24 können zusammen mit den Bewegungssensordaten an die Recheneinrichtung 16 gesendet werden, wobei aus den Bewegungssensordaten mittels des Koppelnavigationsverfahrens eine Bewegungstrajektorie des mobilen Endgeräts 24 beziehungsweise des Fußgängers bestimmt werden kann. Des Weiteren kann aus den Magnetfeldsensordaten in gleicher Weise wie bei dem Kraftfahrzeug 14 zumindest eine weitere Landmarke 20 bestimmt werden, anhand derer die Bewegungstrajektorie 26 des Fußgängers im Parkhaus 12 ausgerichtet wird.
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Für die Fußgängernavigation mittels des mobilen Endgeräts 24 kann vorzugsweise eine initiale Ausrichtung des mobilen Endgeräts 24 anhand einer Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 14 in der Parkposition 22 bereitgestellt werden. Diese initiale Ausrichtung kann vor Beginn der Fußgängernavigation an das mobile Endgerät 24 übermittelt werden, wobei mittels der bekannten initialen Ausrichtung die Bestimmung der Bewegungstrajektorie des Fußgängers 26 verbessert werden kann.
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Somit kann ausgehend von der Parkposition 22 die Bewegungstrajektorie 26 des mobilen Endgeräts 24 zu einem Ausgang 28 bestimmt werden, wobei bei dem Ausgang 28 aus dem Parkhaus 12 wieder ein Positionierungssignal, wie GPS, bereitgestellt werden kann und so eine Navigation auf herkömmliche Art und Weise fortgesetzt werden kann. Bei Rückkehr zu dem Kraftfahrzeug 14 kann das mobile Endgerät 24 den Fußgänger anhand der zuvor ermittelten Positionen der Bewegungstrajektorie 26 zurück zu der bekannten Parkposition 22 des Kraftfahrzeugs 14 führen. Somit kann auch ohne Positionierungssignal innerhalb des Parkhauses 12 eine Positionsbestimmung und damit eine Navigation bereitgestellt werden.
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In 2 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zum Bestimmen einer Position innerhalb eines Parkhauses 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. In einem Schritt S10 können durch ein Kraftfahrzeug 14 in dem Parkhaus 12 Odometriesensordaten und dazu zugeordnete Magnetfeldsensordaten ermittelt werden. In einem Schritt S12 können die ermittelten Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens in eine Bewegungstrajektorie 18 des Kraftfahrzeugs 14 umgerechnet werden. In einem Schritt S14 können die ermittelten Magnetfeldsensordaten mit einer vorgegebenen Magnetfeldkarte des Parkhauses abgeglichen werden, wobei aus zumindest einer übereinstimmenden Magnetfeldcharakteristik der Magnetfeldkarte und der aufgenommenen Magnetfeldsensordaten zumindest eine Landmarke 20 ermittelt wird. Anschließend kann in einem Schritt S16 die Bewegungstrajektorie 18 anhand der zumindest einen Landmarke 20 zugeordnet werden, wobei mittels der zugeordneten Bewegungstrajektorie die Position des Kraftfahrzeugs 14 im Parkhaus bestimmt wird.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht ein Aspekt darin, dass als Startposition für eine Indoor-Fußgängernavigation im Parkhaus 12 die Parkposition 22 des Kraftfahrzeugs 14 dient. Ist im Kraftfahrzeug 14 GPS verfügbar, kann die GPS-Position in kurzen Abständen gespeichert werden, bis das Kraftfahrzeug 14 den GPS-Empfang, beispielsweise bei einer Einfahrt in das Parkhaus 12, verliert. Anschließend kann eine weitere Positionierung mit Hilfe von Koppelnavigationsverfahren (Dead Reckoning) gelöst werden. Existiert zudem eine Geomagnetfeldkarte (Magnetfeldkarte), so können die Genauigkeit der Lokalisierung/Navigation deutlich verbessert und der Drift gegenüber dem Kraftfahrzeug 14 deutlich reduziert werden.
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Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug 14 bei der Einfahrt in das Parkhaus 12 mangels GPS-Empfang ein Koppelnavigationsverfahren verwenden. Dabei kann das Kraftfahrzeug 14 kontinuierlich das Geomagnetfeld (Magnetfeldsensordaten) detektieren und mit einer Geomagnetfeldsignaturkarte (Magnetfeldkarte) abgleichen. Wird eine Signatur beziehungsweise Magnetfeldcharakteristik wiedererkannt, kann sie als Landmarke 20 verwendet werden, und der Drift der Bewegungstrajektorie 18 des Kraftfahrzeugs 14 kann ausgeglichen werden.
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Wird das Kraftfahrzeug 14 geparkt, wird die Parkposition 22 gespeichert und an das mobile Endgerät 24 übertragen, wobei die Parkposition 22 als Startpunkt für eine weitere Fußgängernavigation verwendet werden kann. Die weitere Fußgängernavigation erfolgt nun mit Hilfe der Eigenbewegung und dem Abgleich der hinterlegten Geomagnetfeldsignaturen, bis das finale Ziel erreicht wurde oder wieder GPS-Empfang verfügbar ist und an eine GPSbasierte Navigation bis an das finale Ziel übergeben wird. Verfügt das mobile Endgerät noch nicht über die Magnetfeldkarte, teilt das Kraftfahrzeug auch diese Information mit dem mobilen Endgerät 24. Bevor die Fußgängernavigation im Parkhaus 12 startet, kann die Ausrichtung im Raum anhand des Fahrzeugs und der Ausrichtung des mobilen Endgeräts 24 ermittelt werden. Nach Festlegen des Startpunkts und der Orientierung im Raum kann die Fußgängernavigation in entsprechender Weise durchgeführt werden.
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Somit kann eine Startposition für eine geomagnetfeldbasierte Navigation zuverlässig bereitgestellt werden, ein Drift in der Fahrzeugnavigation kann deutlich reduziert werden, und aufgrund der gemeinsamen Nutzung der Magnetfeldkarte kann der aktuelle Parkplatz einfach an das mobile Endgerät 24 übergeben und für die Rückwegnavigation gespeichert werden.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Indoor-Navigation basierend auf Magnetfeldsignaturen und Eigenbewegungen durchgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 110030990 A [0003]
- CN 107274716 A [0004]
- CN 107202580 A [0005]
