DE10242126A1

DE10242126A1 - Navigationsverfahren und Navigationssystem zur Führung eines Fortbewegungsmittels zu einem Objekt mit ortsveränderlicher Position

Info

Publication number: DE10242126A1
Application number: DE2002142126
Authority: DE
Inventors: Jörg Krewer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren zur Führung eines Fortbewegungsmittels zu einem beweglichen Objekt, bei dem die Position des beweglichen Objekts und des Fortbewegungsmittels durch Kommunikationsmittel an ein Führungssteuergerät übermittelt werden, das anhand dieser Daten und der Daten aus einem Routenrechner und einem Bewegungsrechner die kürzeste Route zwischen dem Fortbewegungsmittel und dem Zielort des beweglichen Objekts berechnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren und ein Navigationssystem zur Führung eines Fortbewegungsmittels zu einem beweglichen Objekt.

Navigationssysteme für Landfahrzeuge und Luftfahrzeuge sind bekannt. Probleme entstehen, wenn das Ziel für das Fahrzeug nicht ortsfest, sondern beweglich ist. Dies ist der Fall, z. B. bei der Fahrt mit Heißluftballonen, die nach der Landung durch ein Straßenfahrzeug wieder abtransportiert werden müssen. Hierbei ist es notwendig, dass eine Kommunikation zwischen dem Luftfahrzeug und dem Straßenfahrzeug besteht. Diese muss auch bei schlechter Sicht gegeben sein. Ist das Luftfahrzeug erst einmal gelandet, ist es für die Insassen des Straßenfahrzeuges problematisch, die Landeposition auszumachen, da die Sicht durch Hindernisse verstellt sein kann oder kein direkter Weg zur Landesteile führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Navigationsverfahren und ein entsprechendes Navigationssystem zu schaffen, mit dem es ermöglicht wird, ein Fortbewegungsmittel schnellstmöglich zu dem beweglichen Objekt zu führen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Navigationsverfahren gelöst, bei dem die Position des beweglichen Objekts und des Fortbewegungsmittels fortlaufend bestimmt werden, und die Daten des Ortungssystems durch Kommunikationsmittel an ein Führungssteuergerät übermittelt werden, das anhand dieser Daten und der Daten aus einem Routenrechner und einem Bewegungsrechner die kürzeste Route zwischen dem Fortbewegungsmittel und dem Zielort des beweglichen Objekts berechnet.

Das bewegliche Objekt ist hierbei z. B. ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Heißluftballon, das während seiner Flugphase bis hin zur Landung vorn Boden aus durch ein Fortbewegungsmittel (z. B. ein Straßenfahrzeug) verfolgt wird.

Dadurch wird es den Insassen des Fortbewegungsmittels ermöglicht, schnell die Landestelle des beweglichen Objekts zu bestimmen und dort schnellstmöglich einzutreffen. Damit der kürzeste Weg zu der Landestelle des Luftfahrzeugs gefunden wird, wird das Fortbewegungsmittel durch ein Fahrzeugführungssystem geführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch den Routenrechner die kürzeste Route zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort berechnet. Ausgangsort ist dabei die aktuelle Position des Fortbewegungsmittels und Zielort ist die zukünftige Position des beweglichen Objekts.

Durch den Bewegungsrechner wird vorzugsweise anhand der durch das Ortungssystem des bewegten Objekts zeitabhängig ermittelten Positionen der Zielort des beweglichen Objekts berechnet. Dabei wird anhand der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit berechnet, wo sich das bewegliche Objekt zukünftig befinden wird. Die Position des Fortbewegungsmittels und des beweglichen Objekts werden dazu ständig bestimmt. Dies kann fortlaufend, aber auch in regel- oder unregelmäßigen Abständen geschehen.

Die Position des Fortbewegungsmittels und des beweglichen Objekts wird bevorzugt mit einem Global Position System (GPS) und/oder einem Global System of Mobile Communication (GSM) bestimmt. Es können aber auch andere Ortungssysteme verwendet werden, die in der Lage sind, die Position eines Fortbewegungsmittels zu bestimmen. Die Position des beweglichen Objekts wird durch ein Kommunikationsmittel an ein Führungssteuergerät gemeldet. Die Kommunikation zwischen dem Fortbewegungsmittel und dem beweglichen Objekt wird vorteilhafterweise durch Funktechnologie, z. B. GSM-Kommunikationsmittel hergestellt.

Das Führungssteuergerät ermittelt bevorzugt den Zielort des beweglichen Objekts anhand von Daten aus einem Bewegungsrechner und einem Routenrechner. Der Bewegungsrechner ermittelt dabei die zukünftige Position und somit näherungsweise den Zielort des beweglichen Objekts anhand der ihm perma nent übermittelten Daten, wie Geschwindigkeit und Richtung des beweglichen Objekts. Diese Daten werden vom Führungssteuergerät mit den Daten aus einem Routenrechner verglichen, der die günstigste mögliche Route berechnet, die das Fortbewegungsmittel auf seinem Weg zu dem beweglichen Objekt zurücklegen kann, und übermittelt diese an ein Fahrzeugführungssystem. Das Fahrzeugführungssystem führt das Fortbewegungsmittel in einer Weise, wie von herkömmlichen Navigationssystemen her bekannt.

Die Navigation des Fortbewegungsmittels zu dem beweglichen Objekt wird vorzugsweise kartenbasiert und sensorunterstützt vorgenommen. Sensoren für die Navigation des Fortbewegungsmittels können z. B. GPS-Empfänger, Geschwindigkeitsmesssensoren und Richtungs- oder Richtungsänderungssensoren sein. Dabei werden die Routendaten, die das Fortbewegungsmittel auf seinem Weg zum Zielort (z. B. die Landeposition) des beweglichen Objekts benötigt, aus einem Datenspeicher gelesen, wie er durch herkömmliche Fahrzeugnavigationssysteme bekannt ist.

Ferner wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Navigationssystem gelöst, wobei das Fortbewegungsmittel und das bewegliche Objekt mit Ortungsgeräten ausgestattet sind, die über Kommunikationsmittel mit einem Führungssteuergerät verbunden sind. Bevorzugt ist das Führungssteuergerät mit einem Routenrechner und einem Bewegungsrechner ausgerüstet. Es ist aber auch eine Ausführungsform vorstellbar, bei der die Tätigkeit des Routenrechners und des Bewegungsrechners durch einen einzigen Rechner geleistet wird. Dabei ist das System so ausgebildet, dass das Ortungssystem, z. B. GPS oder GSM Geräte, des beweglichen Objekts zeitabhängige Daten über die Richtung und den Ort des beweglichen Objekts an das Führungssteuergerät meldet. Das Führungssteuergerät ist mit dem Bewegungsrechner und dem Routenrechner verbunden und ermittelt den möglichen Zielort des beweglichen Objekts und meldet ihn dem Fahrzeugführungssystem, das das Fortbewegungsmittel führt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Ablaufschema des Navigationsverfahrens. Das Navigationsvefahren gibt den Insassen des Fortbewegungsmittels 1 eine Route zu dem beweglichen Objekt 2 vor. Dabei wird vom einem Ortungssystem 3 wiederholt die Position des beweglichen Objekts 2 bestimmt. Die Häufigkeit der Positionsbestimmung richtet sich nach der Art der Bewegung des beweglichen Objekts. Bewegt sich das bewegliche Objekt mit einer hohen Geschwindigkeit und mit vielen Richtungsänderungen, ist eine häufigere Positionsbestimmung notwendig, als wenn sich das bewegliche Objekt langsam in eine Richtung fortbewegt. Das Ortungssystem 3 meldet die Position des beweglichen Objekts 2 über ein Kommunikationsmittel 4 an ein Führungssteuergerät 5.

Das Fortbewegungsmittel 1, zum Beispiel ein Straßenfahrzeug, ist mit einem Ortungssystem 3 ausgestattet, das ebenfalls wiederkehrend die Position des Straßenfahrzeugs an das Führungssteuergerät 5 meldet. Das Führungssteuergerät 5 hat Zugriff auf die Daten eines Bewegungsrechners 6 und eines Routenrechners 7. Das Führungssteuergerät 5 nutzt den Bewegungsrechner 6 zur Schätzung der zukünftigen Position des beweglichen Objekts 2. Es berechnet den Bewegungsverlauf, auch aus Daten oder Annahmen über die Art der Fortbewegung oder die beabsichtigte Bewegung des beweglichen Objekts 2, und ermittelt dessen zukünftige Position.

Das Führungssteuergerät 5 bestimmt anhand der Bewegungsdaten des beweglichen Objekts 2 fortlaufend dessen möglichen Zielort, um das Straßenfahrzeug möglichst schnell zu dem Zielort zu führen. Dazu werden zu den geschätzten, zukünftigen Positionen des beweglichen Objekts 2 vom Routenrechner 7 fortlaufend Routen berechnet, ausgehend von der aktuellen Position des Straßenfahrzeugs. Dieser Prozess kann, initiiert vom Führungssteuergerät 5, iterativ durchgeführt werden, indem die Fahrdauer bis zum vorgegeben Objekt jeweils mit der in der Zeit fortgeschrittenen Bewegung des bewegli chen Ziels 2 abgeglichen wird. Die so ermittelten Zielorte werden an das Fahrzeugführungssystem 8 zur Führung des Straßenfahrzeugs übermittelt. Dieses führt das Straßenfahrzeug in Richtung auf diese Zielorte, zum Beispiel indem es Anweisungen an den Fahrzeugführer gibt.

Heißluftballone und die von ihnen beförderten Personen werden am Ende ihrer Fahrt im Allgemeinen von einem Straßenfahrzeug aufgenommen. Hierzu folgt das Straßenfahrzeug dem Heißluftballon und sollte möglichst kurz nach dem Landen des Heißluftballons bei diesem eintreffen.

Das Verfolgen eines Heißluftballons erfordert die Bestimmung der Position des Heißluftballons, die Schätzung seiner Bewegung und des Ortes seiner Landung. Dies kann durch Sichtkontakt zwischen dem Straßenfahrzeug oder durch Kommunikationsmittel ermöglicht werden.

Das Straßenfahrzeug muss sich über Straßen und eventuell Feldwege entlang der Fahrroute des Heißluftballons zum Ort der Landung bewegen. Die Fahrstrecke des Straßenfahrzeugs muss insbesondere vor der Landung manuell auf der Basis von Ortskenntnis oder mit Hilfe von Landkarten bestimmt werden. Das Straßen- und Wegenetz wird dem Fahrzeugführer dabei oft unbekannt sein, so dass Fahrpausen an geeigneten Stellen eingelegt werden müssen oder es ist ein Beifahrer zur Unterstützung notwendig, um Karten einzusehen.

Der Heißluftballon wird schließlich in einem Gelände landen, wo der optimale Zugang nicht ohne Weiteres bekannt ist. Unwegsames Gelände, Bäche, Gräben, Wälder müssen umfahren werden, um zum Heißluftballon zu gelangen.

Hier hilft das beschriebene Navigationssystem, das Straßenfahrzeug auf einen optimalen Weg zu dem Heißluftballon zu führen.

Claims

Navigationsverfahren zur Führung eines Fortbewegungsmittels (1) zu einem beweglichen Objekt (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen des beweglichen Objekts (2) und des Fortbewegungsmittels (1) mit Ortungssystemen (3) bestimmt werden und die Daten der Ortungssysteme (3) durch Kommunikationsmittel (4) an ein Führungssteuergerät (5) übermittelt werden, das anhand dieser Daten und der Daten aus einem Routenrechner (7) und einem Bewegungsrechner (6) die kürzeste Route zwischen dem Fortbewegungsmittel (1) und dem Zielort des beweglichen Objekts (2) berechnet.
Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Routenrechner (7) die kürzeste Route zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort berechnet wird.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Bewegungsrechner (6) anhand der durch das Ortungssystem (3) des beweglichen Objekts (2) zeitabhängig ermittelten Positionen der Zielort des beweglichen Objekts (2) berechnet wird.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Fortbewegungsmittels (1) und des beweglichen Objekts (2) mit einem Global Positioning System (GPS) und/oder einem Global System of Mobile Communication (GSM) bestimmt werden.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadaurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem Fortbewe gungsmittel (1) und dem beweglichen Objekt (2) durch Funktechnologie hergestellt wird.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungssteuergerät (5) den Zielort des beweglichen Objekts (2) anhand von Daten aus einem Bewegungsrechner (6) und einem Routenrechner (7) ermittelt.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigation des Fortbewegungsmittels (1) zu dem beweglichen Objekt (2) kartenbasiert und/oder sensorunterstützt vorgenommen wird.
Navigationssystem zur Führung des Fortbewegungsmittels (1) zu einem beweglichen Objekt (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Fortbewegungsmittel (1) und das bewegliche Objekt (2) mit Ortungsgeräten (3) ausgestattet sind, die über Kommunikationsmittel (4) mit einem Führungssteuergerät (5) verbunden sind.
Navigationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssteuergerät (5) mit einem Routenrechner (7) und einem Bewegungsrechner (6) ausgerüstet ist.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.