DE112018006704T5

DE112018006704T5 - Positionsbestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018006704T5
Application number: DE112018006704.1T
Authority: DE
Inventors: Masanori MIYAO; Kentaro Asai; Yosuke Moriuchi
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2038-11-22
Also published as: JP2019117123A; DE112018006704B4; WO2019130916A1; US11320271B2; CN111527418B; US20200326190A1; JP6845129B2; CN111527418A

Abstract

Eine Positionsbestimmungsvorrichtung weist eine vorrichtungsseitige Empfangseinheit (13), eine vorrichtungsseitige Recheneinheit (20), eine Kommunikationseinheit (14), eine Wähleinheit (22) und eine Informationserfassungseinheit (21) auf. Die vorrichtungsseitige Empfangseinheit empfängt ein von einem GNSS-Satelliten gesendetes Signal. Die vorrichtungsseitige Recheneinheit führt eine Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage des von der vorrichtungsseitigen Empfangseinheit empfangenen Signals aus. Die Kommunikationseinheit kommuniziert mit einem Positionsbestimmungsserver (4), der eine Unterstützungsdatenerfassungseinheit (5), die konfiguriert ist, um GNSS-Unterstützungsdaten zu erfassen, und eine Server-Recheneinheit (6), die konfiguriert ist, um die Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage der GNSS-Unterstützungsdaten auszuführen, aufweist. Die Wähleinheit (22) wählt, als ein System zur Positionsbestimmung, entweder ein erstes Positionsbestimmungssystem oder ein zweites Positionsbestimmungssystem. Das erste Positionsbestimmungssystem erfasst ein Positionsbestimmungsergebnis als ein Ergebnis der Positionsbestimmung durch die vorrichtungsseitige Recheneinheit, die die Positionsbestimmungsberechnung vornimmt. Das zweite Positionsbestimmungssystem ist konfiguriert, um das Positionsbestimmungsergebnis von der Server-Recheneinheit zu erfassen, die die Positionsbestimmungsberechnung vornimmt. Die Informationserfassungseinheit erfasst Fahrzeugfahrtinformation. Wenn das erste Positionsbestimmungssystem gewählt wird, bestimmt die Wähleinheit auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation, ob das Positionsbestimmungsergebnis gültig ist. Wenn bestimmt wird, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, wechselt die Wähleinheit das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 27. Dezember 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-251380 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Positionsbestimmungsvorrichtung, die eine Position eines Fahrzeugs misst.
STAND DER TECHNIK
Bekannt ist eine Positionsbestimmungsvorrichtung mit mehreren Positionsbestimmungssystemen zum Messen einer Position eines mobilen Objekts unter Verwendung von GNSS (siehe z.B. Patentdokument 1). GNSS steht für Global Navigation Satellite System oder globales Navigationssatellitensystem und ist ein Oberbegriff für Satellitenpositionsbestimmungssysteme wie GPS, GLONASS, Galileo und Quasi-Zenit-Satelliten. Die oben beschriebenen Positionsbestimmungssysteme umfassen hauptsächlich ein UE-basiertes System und ein UE-unterstütztes System. Das UE-basierte System ermöglicht es der Positionsbestimmungsvorrichtung, die Positionsbestimmungsberechnung vorzunehmen. Das UE-unterstützte System ermöglicht es einem Positionsbestimmungsserver, die Positionsbestimmungsberechnung vorzunehmen.
Das UE-basierte System weist dahingehend einen Vorteil auf, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung den Energieverbrauch senken kann, da das UE-basierte System weniger häufig als das UE-unterstützte System drahtlos mit dem Positionsbestimmungsserver kommuniziert. Das UE-basierte System weist jedoch dahingehend einen Nachteil auf, dass kein Positionsbestimmungsergebnis erzielbar ist, wenn sich ein mobiles Objekt mit der Positionsbestimmungsvorrichtung in einer für die Positionsbestimmung ungünstigen Umgebung befindet, wie z.B. in einer Häuser- bzw. Straßenschlucht, in der Positionsbestimmungssatelliten nur schwer erfassbar sind.
Das UE-unterstützte System weist dahingehend einen Vorteil auf, dass das Positionsbestimmungsergebnis stets erfassbar ist, da das UE-unterstützte System das Positionsbestimmungsergebnis von einer Basisstation erfassen kann, d.h. ein Backup-Positionsbestimmungsergebnis erfassen kann, sofern die drahtlose Kommunikation mit dem Positionsbestimmungsserver verfügbar ist, auch wenn die Positionsbestimmungsvorrichtung keine Positionsbestimmung vornehmen kann. Das UE-unterstützte System weist jedoch dahingehend einen Nachteil auf, dass die Positionsbestimmungsvorrichtung eine hohe Menge an Energie verbraucht, da das UE-unterstützte System häufiger als das UE-basierte System drahtlos mit dem Positionsbestimmungsserver kommuniziert.
Die Konfiguration gemäß Patentdokument 1 verwendet das UE-basierte System als Positionsbestimmungssystem, um das Positionsbestimmungsergebnis während eines normalen Betriebs zu erfassen, wobei es den niedrigen Energieverbrauch für die Positionsbestimmungsvorrichtung aufrechterhält. Die Konfiguration gemäß Patentdokument 1 ändert das Positionsbestimmungssystem zu dem UE-unterstützten System, wenn die Anzahl von sichtbaren Satelliten im UE-basierten System einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, um eine Situation zu vermeiden, in der das Positionsbestimmungsergebnis nicht erfassbar ist.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: JP 2015 - 059 905 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die oben beschriebene Technik setzt die Verwendung der Positionsbestimmungsvorrichtung für ein mobiles Endgerät voraus und wählt daher ein Positionsbestimmungssystem aus, das für die Reduzierung des Energieverbrauchs in der Positionsbestimmungsvorrichtung geeignet ist. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die für Fahrzeuge verwendete Positionsbestimmungsvorrichtung der Verbesserung der Positionsbestimmungsgenauigkeit den Vorzug vor der Reduzierung des Energieverbrauchs gibt. Es ist vorteilhaft, ein geeignetes Positionsbestimmungssystem zu wählen, das sich auf die Verbesserung der Positionsbestimmungsgenauigkeit konzentriert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Positionsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein zur Fahrzeugpositionsbestimmung geeignetes Positionsbestimmungssystem auszuwählen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung führt eine Positionsbestimmungsvorrichtung eine Positionsbestimmung aus, um eine Position eines Fahrzeugs zu messen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung weist eine vorrichtungsseitige Empfangseinheit, eine vorrichtungsseitige Recheneinheit, eine Kommunikationseinheit, eine Wähleinheit und eine Informationserfassungseinheit auf. Die vorrichtungsseitige Empfangseinheit empfängt ein von einem GNSS-Satelliten gesendetes Signal. Die vorrichtungsseitige Recheneinheit führt eine Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage des von der vorrichtungsseitigen Empfangseinheit empfangenen Signals aus. Die Kommunikationseinheit kommuniziert mit einem Positionsbestimmungsserver, der eine Unterstützungsdatenerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um GNSS-Unterstützungsdaten zu erfassen, und eine Server-Recheneinheit, die konfiguriert ist, um die Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage der GNSS-Unterstützungsdaten auszuführen, aufweist.
Die Wähleinheit wählt, als ein System für die Positionsbestimmung, entweder ein erstes Positionsbestimmungssystem oder ein zweites Positionsbestimmungssystem aus. Das erste Positionsbestimmungssystem erfasst ein Positionsbestimmungsergebnis als ein Ergebnis der Positionsbestimmung durch die vorrichtungsseitige Recheneinheit, die die Positionsbestimmungsberechnung vornimmt. Das erste Positionsbestimmungssystem kann ein UE-basiertes System sein. Das zweite Positionsbestimmungssystem ist konfiguriert, um das Positionsbestimmungsergebnis von der Server-Recheneinheit zu erfassen, die die Positionsbestimmungsberechnung vornimmt. Das zweite Positionsbestimmungssystem kann ein UE-unterstütztes System sein. Die Informationserfassungseinheit erfasst Fahrzeugfahrtinformation, die von einer im Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtung verfügbar ist, sich auf eine Fahrt des Fahrzeugs bezieht und sich von für die Positionsbestimmung verwendeter Information unterscheidet. Bei der Fahrzeugfahrtinformation kann es sich um Information handeln, die von Sensoren wie einem Beschleunigungssensor, einem Gyrosensor, einem Geschwindigkeitsmesser, einem Kilometerzähler oder einem Kompass am Fahrzeug erfasst wird. Wenn das erste Positionsbestimmungssystem ausgewählt wird, bestimmt die Wähleinheit auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation, ob das Positionsbestimmungsergebnis gültig ist. Wenn bestimmt wird, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, wechselt die Wähleinheit das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem.
In der oben beschriebenen Konfiguration wird die Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses des ersten Positionsbestimmungssystems, d.h. die Positionsbestimmungsgenauigkeit, die auf dem vom GNSS-Satelliten gesendeten Signal basiert, leicht von außen beeinflusst, wie beispielsweise durch die Position von GNSS-Satelliten oder Mehrwegeausbreitung aufgrund von Gebäuden und anderen Fahrzeugen um ein Subjektfahrzeug herum. Die Fahrzeugfahrtinformation von dem am Fahrzeug angebrachten Sensor wird in einer geschlossenen Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Dadurch ist die Fahrzeugfahrtinformation von außen nur schwer beeinflussbar und gewährleisten eine hohe Stabilität. Wie oben beschrieben, kann durch die Verwendung der vom Sensor erfassten Fahrzeugfahrtinformation Information über die Position des Fahrzeugs, wie z.B. den Fahrbetrag oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs, geschätzt werden.
Gemäß der obigen Konfiguration prüft die Wähleinheit die Gültigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation, während das erste Positionsbestimmungssystem gewählt ist. Wenn bestimmt wird, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, wechselt die Wähleinheit das Positionsbestimmungssystem zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem. Die Wähleinheit wählt das Positionsbestimmungssystem so aus, dass immer ein hochgenaues Positionsbestimmungsergebnis erzielbar ist. Die oben beschriebene Konfiguration wählt ein geeignetes Positionsbestimmungssystem aus, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses liegt. Es ist möglich, ein geeignetes Positionsbestimmungssystem auszuwählen, das zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs verwendet wird.
Figurenliste
Die Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung einer In-Vehicle-Vorrichtung und eines Positionsbestimmungsservers gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Stand-Alone-Betriebs gemäß der ersten Ausführungsform und zur schematischen Veranschaulichung einer Konfiguration der In-Vehicle-Vorrichtung, die in direktem Zusammenhang mit dem Stand-Alone-Betrieb steht;
3 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines UE-basierten Betriebs gemäß der ersten Ausführungsform und zur schematischen Veranschaulichung einer Konfiguration der In-Vehicle-Vorrichtung und des Positionsbestimmungsservers, die in direktem Zusammenhang mit dem UE-basierten Betrieb stehen;
4 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines UE-unterstützten Betriebs gemäß der ersten Ausführungsform und zur schematischen Veranschaulichung einer Konfiguration der In-Vehicle-Vorrichtung und des Positionsbestimmungsservers, die in direktem Zusammenhang mit dem UE-unterstützten Betrieb stehen;
5 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Prozesses zu Beginn einer anfänglichen Positionsbestimmung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines periodischen Prozesses gemäß der ersten Ausführungsform;
7 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Positionsbestimmungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform;
8 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Auswahlbestimmungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform;
9 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines spezifischen Bestimmungsbeispiels auf der Grundlage eines Fahrbetrags gemäß der ersten Ausführungsform ;
10 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Positionsbestimmungsprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform;
11 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Auswahlbestimmungsprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform;
12 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Positionsbestimmungsprozesses gemäß einer dritten Ausführungsform; und
13 eine schematische Abbildung zur Veranschaulichung eines Auswahlbestimmungsprozesses gemäß der dritten Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die sich in den folgenden Ausführungsform jeweils entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und zur Vermeidung von Redundanz nicht wiederholt beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist die erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben.
Eine In-Vehicle-Vorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, wird zur Positionsbestimmung verwendet, um eine Position eines Fahrzeugs 2 zu messen, und entspricht einer Positionsbestimmungsvorrichtung. Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 beinhaltet drei Positionsbestimmungssysteme, wie beispielsweise ein Stand-Alone-System, ein UE-basiertes System und ein UE-unterstütztes System, und ist in der Lage, selektiv einen jedem System entsprechenden Positionsbestimmungsbetrieb aufzuführen.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 kann als eine ECU für drahtlose Kommunikation, wie beispielsweise ein DCM (Data Communication Module oder Datenkommunikationsmodul), bereitgestellt sein. ECU steht für Electronic Control Unit oder elektronische Steuereinheit. Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 weist eine Mobilkommunikationsfunktion auf und stellt eine drahtlose Verbindung zu einer Basisstation 3 her, die mit einem Mobilkommunikationsnetz verbunden ist, um mit einem mit der Basisstation 3 verbundenen Positionsbestimmungsserver 4 kommunizieren zu können.
Der Positionsbestimmungsserver 4 weist einen UE-basierten Server und einen UE-unterstützten Server auf und ist beispielsweise in einem Informationszentrum installiert. Der Positionsbestimmungsserver 4 beinhaltet eine Unterstützungsdatenerfassungseinheit 5, eine Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 und eine Basisstation-Positionsbestimmungseinheit 7. Die Unterstützungsdatenerfassungseinheit 5 erfasst GNSS-Unterstützungsdaten Da, die durch eine Positionsbestimmung an der Basisstation 3 erfasst wurden. Die Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 entspricht einer Server-Recheneinheit. Wenn das UE-unterstützte System zur Positionsbestimmung verwendet wird, verwendet die Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 GNSS-Unterstützungsdaten Da, um die Positionsbestimmungsberechnung vorzunehmen. Die Basisstation-Positionsbestimmungseinheit 7 erfasst Positionsbestimmungsinformation unter Verwendung eines alternativen Positionsbestimmungssystems wie der Triangulation, die auf einer Kommunikationsverzögerung zwischen der In-Vehicle-Vorrichtung 1 und mehreren Basisstationen im Mobilkommunikationsnetz basiert.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 kann mit anderen In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12, die als im Fahrzeug 2 vorgesehene Instrumente dienen, über ein Kommunikationsnetz 8 kommunizieren, das von einem fahrzeuginternen LAN wie CAN bereitgestellt wird. Die In-Vehicle-Vorrichtung 9 wird durch eine Messgerät-ECU bereitgestellt, das hauptsächlich einen Geschwindigkeitsmesser und einen Kilometerzähler aufweist, und verfügt über Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 anzeigt, sowie über Kilometerstandinformation, die den Kilometerstand des Fahrzeugs 2 anzeigt. Die In-Vehicle-Vorrichtung 10 wird durch eine ECU mit einem Beschleunigungssensor und bereitgestellt und verfügt über Beschleunigungsinformation, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs 2 anzeigt. Die In-Vehicle-Vorrichtung 11 wird durch eine ECU mit einem Winkelgeschwindigkeitssensor bereitgestellt und verfügt über Winkelgeschwindigkeitsinformation, die eine Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 anzeigt. Die In-Vehicle-Vorrichtung 12 wird durch eine ECU mit einem Kompass bereitgestellt und verfügt über Orientierungsinformation, die eine Orientierung anzeigt, die eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 ist.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 beinhaltet eine GNSS-Empfangseinheit 13, eine Kommunikationseinheit 14, eine Fehlfunktionserfassungseinheit 15 und eine Steuereinheit 16. Die GNSS-Empfangseinheit 13 beinhaltet eine GNSS-Antenne 17 und nutzt die GNSS-Antenne 17 zum Empfang von Signalen, die periodisch von einem GNSS-Satelliten gesendet werden. Die GNSS-Empfangseinheit 13 entspricht einer vorrichtungsseitigen Empfangseinheit. Die GNSS-Antenne 17 ist als eine In-Vehicle-Antenne konfiguriert und am Fahrzeug 2 montiert. Die GNSS-Empfangseinheit 13 gibt durch ein empfangenes Signal angezeigte GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db an die Steuereinheit 16 aus. Die GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db enthält die Satellitenbahndaten und die Positionsbestimmungszeitsignalinformation.
Die Kommunikationseinheit 14 beinhaltet eine Kommunikationsantenne 18 und verwendet die Kommunikationsantenne 18 für eine drahtlose Kommunikation mit dem Positionsbestimmungsserver 4. Die Kommunikationsantenne 18 ist als eine In-Vehicle-Antenne konfiguriert und am Fahrzeug 2 montiert. Die Kommunikationseinheit 14 empfängt Daten vom Positionsbestimmungsserver 4 und gibt die Daten an die Steuereinheit 16 aus. Die vom Positionsbestimmungsserver 4 empfangenen Daten enthalten die GNSS-Unterstützungsdaten. Die Kommunikationseinheit 14 wird von der Steuereinheit 16 mit Information versorgt und sendet die Information an den Positionsbestimmungsserver 4. Die von der Steuereinheit 16 bereitgestellte Information enthält GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db.
Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 erfasst eine Fehlfunktion an der GNSS-Empfangseinheit 13, insbesondere an der GNSS-Antenne 17. Zu den Fehlfunktionen an der GNSS-Antenne 17 gehören hauptsächlich Verbindungsabnormitäten wie Trennung und Kurzschluss. Die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 gibt ein Erfassungssignal an die Steuereinheit 16 aus, das ein Fehlfunktionserfassungsergebnis anzeigt. Die Steuereinheit 16 steuert den Gesamtbetrieb der In-Vehicle-Vorrichtung 1 und ist im Allgemeinen als ein Mikrocomputer konfiguriert, der hauptsächlich eine CPU, ein ROM und ein RAM aufweist.
Die Steuereinheit 16 beinhaltet eine Fehlfunktionsverwaltungseinheit 19, eine Positionsbestimmungsrecheneinheit 20, eine Informationserfassungseinheit 21 und eine Wähleinheit 22. Die Fehlfunktionsverwaltungseinheit 19, die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20, die Informationserfassungseinheit 21 und die Wähleinheit 22 sind so als Software verkörpert, dass die CPU der Steuereinheit 16 z.B. ein im ROM gespeichertes Programm ausführt.
Die Fehlfunktionsverwaltungseinheit 19 bestimmt die Fehlfunktion der GNSS-Antenne 17, d.h. das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Abnormität, auf der Grundlage eines von der Fehlfunktionserfassungseinheit 15 bereitgestellten Erfassungssignals. Wenn das Auftreten einer Fehlfunktion an der GNSS-Antenne 17 bestimmt wird, benachrichtigt die Fehlfunktionsverwaltungseinheit 19 die Wähleinheit 22 über die Fehlfunktion. Statt oder anstelle dieser Benachrichtigung kann sie Dialoginformation speichern, die die Abnormität der GNSS-Antenne 17 anzeigt. In diesem Fall liest die Wähleinheit 22 die Dialoginformation und ist in der Lage, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Fehlfunktion der GNSS-Antenne 17 zu bestimmen.
Die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 entspricht einer vorrichtungsseitigen Recheneinheit. Wenn das Stand-Alone-System zur Positionsbestimmung verwendet wird, führt die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung von GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db aus, die von der GNSS-Empfangseinheit 13 geliefert wird. Wenn das UE-basierte System zur Positionsbestimmung verwendet wird, führt die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung von GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db und von der Kommunikationseinheit 14 ausgegebener Daten, d.h. vom Positionsbestimmungsserver 4 empfangener GNSS-Unterstützungsdaten Da, aus. Die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 gibt das sich aus der Positionsbestimmungsberechnung ergebende Positionsbestimmungsergebnis Dc an die Wähleinheit 22 aus. Das Positionsbestimmungsergebnis Dc ist auch als ein GNSS-Positionsbestimmungsergebnis bezeichnet.
Die Informationserfassungseinheit 21 kommuniziert über das Kommunikationsnetz 8 mit den im Fahrzeug 2 vorgesehenen In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12 und erfasst die Fahrt des Fahrzeugs 2 betreffende Fahrzeugfahrtinformation, die von den In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12 erfassbar ist. Insbesondere wird die Fahrzeugfahrtinformation von den Sensoren wie dem Geschwindigkeitsmesser, dem Kilometerzähler, dem Beschleunigungssensor, dem Winkelgeschwindigkeitssensor und dem Kompass, die am Fahrzeug montiert sind, erfasst, wobei sie sich von der zur Positionsbestimmung verwendeten Information unterscheidet. Die Informationserfassungseinheit 21 gibt die erfasste Fahrzeugfahrtinformation an die Wähleinheit 22 aus.
Die Wähleinheit 22 wählt eines der drei Positionsbestimmungssysteme, d.h. das Stand-Alone-System, das UE-basierte System oder das UE-unterstützte System, aus. Die Auswahl erfolgt, wie nachstehend noch näher beschrieben, hauptsächlich auf der Grundlage der von der Fehlfunktionsverwaltungseinheit 19 gelieferten Fehlfunktionsbenachrichtigung, der von der Informationserfassungseinheit 21 gelieferten Fahrzeugfahrtinformation und des von der Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 gelieferten Positionsbestimmungsergebnisses Dc. Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 führt die Positionsbestimmung auf der Grundlage des von der Wähleinheit 22 ausgewählten Systems aus. In der nachstehenden Beschreibung bedeutet Stand-Alone-Betrieb, dass die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die Positionsbestimmung unter dem Stand-Alone-System ausführt. Ein UE-basierter Betrieb bedeutet, dass die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die Positionsbestimmung unter dem UE-basierten System ausführt. Ein UE-unterstützter Betrieb bedeutet, dass die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die Positionsbestimmung unter dem UE-unterstützten System ausführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das Stand-Alone-System und das UE-basierte System so konfiguriert, dass die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 der In-Vehicle-Vorrichtung 1 eine Positionsbestimmungsberechnung vornimmt, um ein Positionsbestimmungsergebnis als Ergebnis der Positionsbestimmung zu erhalten. Das Stand-Alone-System und das UE-basierte System entsprechen einem ersten Positionsbestimmungssystem. Das UE-unterstützte System ist so konfiguriert, dass die Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 des Positionsbestimmungsservers 4 eine Positionsbestimmungsberechnung ausführt, um ein Positionsbestimmungsergebnis zu erhalten. Das UE-unterstützte System entspricht einem zweiten Positionsbestimmungssystem.
Nachstehend sind Betriebe der obigen beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 beschrieben. Die 2 bis 4 veranschaulichen die in 1 gezeigten Konfigurationen, die Positionsbestimmungsbetriebe bzw. Positionsbestimmungsabläufe direkt betreffen. Die anderen Konfigurationen sind der Einfachheit halber nicht gezeigt.
Stand-Alone-Betrieb
Wie in 2 gezeigt, ermöglicht es der Stand-Alone-Betrieb der In-Vehicle-Vorrichtung 1, allein die GNSS-Positionsbestimmung auszuführen, ohne die Mobilkommunikationsfunktion zu nutzen. In diesem Fall führt die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung der von der GNSS-Empfangseinheit 13 gelieferten GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db aus, um das Positionsbestimmungsergebnis Dc zu erhalten.
Der Stand-Alone-Betrieb weist dahingehend einen Vorteil auf, dass das Fahrzeug 2 auch dann positioniert werden kann, wenn die In-Vehicle-Vorrichtung 1 nicht mit der Basisstation 3 kommunizieren kann, d.h. wenn die Mobilkommunikation nicht verfügbar ist. Der Stand-Alone-Betrieb benötigt relativ lange (z.B. etwa 30 Sekunden), um die anfängliche Positionsbestimmung abzuschließen. Beim Stand-Alone-Betrieb variiert die Zeit zum Bestimmen der Verfügbarkeit der Positionsbestimmung oder zum Abschließen der anfänglichen Positionsbestimmung aufgrund von Umgebungsfaktoren wie einem schwachen elektrischen Feld und Mehrwegeausbreitung bedingt durch GNSS stark.
UE-basierter Betrieb
Während des UE-basierten Betriebs, wie in 3 gezeigt, führt die In-Vehicle-Vorrichtung 1 eine GNSS-Positionsbestimmung aus und erfasst GNSS-Unterstützungsdaten Da, die vom Positionsbestimmungsserver 4 auf der Grundlage der GNSS-Positionsbestimmung an der Basisstation 3 erfasst werden, unter Verwendung der Mobilkommunikationsfunktion. In diesem Fall erfasst die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 ein Positionsbestimmungsergebnis Dc, indem sie die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung der oben beschriebenen GNSS-Unterstützungsdaten Da und GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db, die von der GNSS-Empfangseinheit 13 geliefert wird, ausführt.
Der UE-basierte Betrieb weist dahingehend einen Vorteil auf, dass aufgrund der GNSS-Unterstützungsdaten Da eine relativ kurze Zeit (z.B. etwa zwei Sekunden) benötigt wird, um die anfängliche Positionsbestimmung abzuschließen. Der UE-basierte Betrieb weist gegenüber dem Stand-Alone-Betrieb ferner dahingehend einen Vorteil auf, dass gegenüber Umgebungsfaktoren wie einem schwachen elektrischen Feld und Mehrwegeausbreitung bedingt durch GNSS resistent ist. Dies liegt daran, dass die Erfassung von Information, die GNSS-Unterstützungsdaten Da entspricht, leicht durch die GNSS-Funkwellenumgebung beeinträchtigt wird.
Während des UE-basierten Betriebs muss die In-Vehicle-Vorrichtung 1 GNSS-Unterstützungsdaten Da bei der anfänglichen Positionsbestimmungsberechnung oder zur Zeit einer Aktualisierung von GNSS-Unterstützungsdaten Da erfassen. Verglichen mit dem UE-unterstützten Betrieb weist der UE-basierte Betrieb dahingehend einen Vorteil auf, dass die Anzahl von Malen einer Ausführung der Mobilkommunikation verringert wird und der Energieverbrauch sowie die Kommunikationskosten für die In-Vehicle-Vorrichtung 1 reduziert werden. Der UE-basierte Betrieb unterbindet eine Positionsbestimmung durch die In-Vehicle-Vorrichtung, wenn die Mobilkommunikation nicht verfügbar ist.
UE-unterstützter Betrieb
Während des UE-unterstützten Betriebs, wie in 4 gezeigt, führt die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die GNSS-Positionsbestimmung aus und sendet die durch die GNSS-Positionsbestimmung erfasste bzw. gewonnene GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db unter Verwendung der Mobilkommunikationsfunktion an den Positionsbestimmungsserver 4 der Basisstation 3. In diesem Fall führt die Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 des Positionsbestimmungsservers 4 die Positionsbestimmungsberechnung aus, indem sie die von der In-Vehicle-Vorrichtung 1 gesendete GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db und die GNSS-Unterstützungsdaten Da kombiniert. Der Positionsbestimmungsserver 4 führt die Mobilkommunikation aus, um das aus der Positionsbestimmungsberechnung gewonnene Positionsbestimmungsergebnis Dc an die In-Vehicle-Vorrichtung 1 zu senden. Selbst wenn die In-Vehicle-Vorrichtung 1 nicht in der Lage ist, eine GNSS-Positionsbestimmung durchzuführen, ist die Positionsbestimmungsrecheneinheit 6 in der Lage, die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung der von der Basisstation-Positionsbestimmungseinheit 7 erhaltenen Positionsbestimmungsinformation durchzuführen und das durch die Positionsbestimmungsberechnung erhaltene Positionsbestimmungsergebnis Dc an die In-Vehicle-Vorrichtung 1 zu senden.
Der UE-unterstützte Betrieb weist dahingehend einen Vorteil auf, dass Positionsbestimmungsergebnisse auch unter der Bedingung erfasst werden können, dass kein Signal von einem GNSS-Satelliten empfangen wird, d.h. dass das GNSS nicht verfügbar ist. Der UE-unterstützte Betrieb weist ferner dahingehend einen Vorteil auf, dass die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die Positionsbestimmungsberechnung nicht ausführen muss. Der UE-unterstützte Betrieb weist ferner dahingehend einen Vorteil auf, dass eine relativ kurze Zeit benötigt wird, um die anfängliche Positionsbestimmung abzuschließen.
Im UE-unterstützten Betrieb kann die In-Vehicle-Vorrichtung 1 das Positionsbestimmungsergebnis Dc nicht erfassen, wenn die Mobilkommunikation nicht verfügbar ist. Im UE-unterstützten Betrieb muss die In-Vehicle-Vorrichtung 1 stets die Mobilkommunikation ausführen, da das Positionsbestimmungsergebnis Dc stets erfasst werden muss. Im Vergleich zum UE-basierten Betrieb führt der UE-unterstützte Betrieb die Mobilkommunikation häufig aus und erhöht so den Energieverbrauch sowie die Kommunikationskosten in der In-Vehicle-Vorrichtung 1.
Auswahlverfahren für die Positionsbestimmungssysteme
Die Wähleinheit 22 wählt das Positionsbestimmungssystem unter Berücksichtigung der Vor- und Nachteile der Positionsbestimmungssysteme wie folgt aus. Die Wähleinheit 22 wählt das UE-basierte System während eines normalen Betriebs, d.h. wenn eine Mobilkommunikation verfügbar ist. Die Wähleinheit 22 wählt das Stand-Alone-System, wenn keine Mobilkommunikation verfügbar ist. Der Stand-Alone-Betrieb kann selbst dann ein minimales Positionsbestimmungsergebnis gewährleisten, wenn eine Mobilkommunikation nicht verfügbar ist. Es ist möglich, den Nachteil des Stand-Alone-Betriebs zu überwinden. D.h., es ist möglich, die anfängliche Positionsbestimmungszeit zu verkürzen und die Positionsbestimmungsverfügbarkeit unter Umgebungsfaktoren wie einem schwachen elektrischen Feld und Mehrwegeffekten bedingt durch GNSS zu verbessern.
Normalerweise wählt die Wähleinheit 22 das UE-basierte System oder das Stand-Alone-System aus. In einem unten beschriebenen Fall ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen. D.h., die Wähleinheit 22 ändert das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn eine Fehlfunktion in der GNSS-Antenne 17 erfasst wird. Gemäß der obigen Konfiguration verwenden der UE-basierte Betrieb und der Stand-Alone-Betrieb die GNSS-Empfangseinheit 13 mit der GNSS-Antenne 17 der In-Vehicle-Vorrichtung 1.
Die Positionsbestimmung wird unterbunden, wenn eine Abnormität wie z.B. eine Fehlfunktion an einer Schaltung und einem Teil auftritt, die die GNSS-Empfangseinheit 13 bilden. Die vorliegende Ausführungsform wechselt basierend auf der Fehlfunktionsinformation zu dem UE-unterstützten System. Insbesondere wählt die Wähleinheit 22 das UE-unterstützte System ohne Rücksicht auf die anderen Bedingungen bei der Auswahl der Positionsbestimmungssysteme aus, wenn eine Fehlfunktion an der GNSS-Empfangseinheit 13 erfasst wird.
Wenn die Ausführung eines Dienstes oder einer Anwendung, die das Positionsbestimmungsergebnis verwendet, beginnt, ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem basierend auf einer Charakteristik des Dienstes oder der Anwendung. Der Dienst oder die Anwendung, die vorstehend beschrieben sind, kann z.B. einen Tracking- bzw. Verfolgungsdienst für ein gestohlenes Fahrzeug umfassen. Der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug startet im Ansprechen auf die Annahme einer Anfrage vom Eigentümer eines Fahrzeugs und ermöglicht es der In-Vehicle-Vorrichtung 1 beispielsweise, den Eigentümer über ein Informationszentrum über die aktuelle Position des Fahrzeugs 2 zu informieren.
Wenn das Fahrzeug 2 gestohlen wird, ist es höchst unwahrscheinlich, der Positionsbestimmung durch das UE-basierte System zu vertrauen. Dies liegt daran, dass es derzeit ein Störungswerkzeug (Jamming) gibt, das ein Störungssignal an das GNSS erzeugt, um die Positionsbestimmung unwirksam zu machen. Wenn ein solches Werkzeug an dem gestohlenen Fahrzeug 2 angebracht wird, ist das Positionsbestimmungsergebnis nicht erfassbar, wenn das UE-basierte System ausgewählt wird, und der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug arbeitet nicht effektiv.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug zu arbeiten beginnt. In diesem Fall wählt die Wähleinheit 22 in Verbindung mit dem Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug das UE-unterstützte System aus, ohne die anderen Bedingungen bei der Auswahl der Positionsbestimmungssysteme zu berücksichtigen.
Darüber hinaus verifiziert die Wähleinheit 22 die Gültigkeit eines Positionsbestimmungsergebnisses im aktuellen Positionsbestimmungssystem auf der Grundlage von Fahrzeugfahrtinformation. Wenn das Positionsbestimmungsergebnis für ungültig befunden wird, ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen. Ein „gültiges Positionsbestimmungsergebnis“ bedeutet, dass die Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses ein Zielniveau erreicht. Ein „ungültiges Positionsbestimmungsergebnis“ bedeutet, dass die Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses das Zielniveau nicht erreicht. In diesem Fall entspricht „Verifizierung der Gültigkeit eines Positionsbestimmungsergebnisses“ „Bestimmung der GNSS-Positionsbestimmungsgenauigkeit“.
Insbesondere wird die Validierung des Positionsbestimmungsergebnisses wie folgt vorgenommen. Die Fahrzeugfahrtinformation wird, wie vorstehend beschrieben, von den Sensoren erfasst. Durch die Verwendung dieser Information kann der Fahrbetrag des Fahrzeugs 2 in einer vorbestimmten verstrichenen Zeit geschätzt werden. Der Fahrbetrag des Fahrzeugs 2 in der vorbestimmten verstrichenen Zeit wird aus den Positionsbestimmungsergebnissen zu Beginn der verstrichenen Zeit und am Ende der verstrichenen Zeit berechnet. Es kann eine große Differenz zwischen dem geschätzten und dem berechneten Fahrbetrag bestehen. In einem solchen Fall ist es sehr unwahrscheinlich, dass die Genauigkeit des GNSS-Positionsbestimmungsergebnisses das Zielniveau erreicht.
Unter Berücksichtigung dieses Punktes schätzt die Wähleinheit 22 in der vorliegenden Ausführungsform den Fahrbetrag auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation. In diesem Fall schätzt die Wähleinheit 22 den Fahrbetrag des Fahrzeugs 2 in der vorbestimmten verstrichenen Zeit, indem sie die Fahrzeugfahrtinformation akkumuliert, insbesondere die Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Ausrichtung sukzessive integriert. Die Wähleinheit 22 berechnet den Fahrbetrag des Fahrzeugs 2 in der verstrichenen Zeit auf der Grundlage einer Differenz zwischen zwei Positionen entsprechend einem GNSS-Positionsbestimmungsergebnis zu Beginn der verstrichenen Zeit und am Ende der verstrichenen Zeit. Es kann eine Differenz zwischen dem auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation geschätzten Fahrbetrag und dem auf der Grundlage des Positionsbestimmungsergebnisses berechneten Fahrbetrag bestehen. Wenn die Differenz einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert überschreitet, bestimmt die Wähleinheit 22, dass ein GNSS-Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist.
Details zur Verarbeitung in der In-Vehicle-Vorrichtung 1
Zu Beginn der anfänglichen Positionsbestimmung führt die In-Vehicle-Vorrichtung 1 den in 5 gezeigten Prozess aus. Der Beginn der anfänglichen Positionsbestimmung entspricht der Zeit, zu der die In-Vehicle-Vorrichtung 1 eingeschaltet wird, um das System zu starten, oder der Zeit, zu der durch das Einschalten des Verbrennungsmotors ein Übergang aus dem Standby-Modus, der beispielsweise durch das Ausschalten des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs 2 aktiviert wurde, in den aktiven Modus erfolgt. In Schritt S101 bestimmt der Prozess, wie in 5 gezeigt, ob eine Anfrage zum Starten des Tracking-Dienstes für ein gestohlenes Fahrzeug vorliegt. In Schritt S102 bestimmt der Prozess, ob der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug aktiv ist und es eine Anfrage gibt, den Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug zu starten.
Der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug kann aktiv sein oder es kann eine Anfrage zum Starten des Tracking-Dienstes für ein gestohlenes Fahrzeug vorliegen. In diesem Fall ist das Ergebnis in Schritt S102 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S103 voranschreitet. In Schritt S103 wählt der Prozess das UE-unterstützte System aus, um mit der Positionsbestimmung zu beginnen. Der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug kann inaktiv sein, und es kann keine Anfrage zum Starten des Tracking-Dienstes für ein gestohlenes Fahrzeug vorliegen. In diesem Fall ist das Ergebnis in Schritt S102 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S104 voranschreitet.
In Schritt S104 erfasst der Prozess eine Fehlfunktion, d.h. eine Abnormität an der GNSS-Empfangseinheit 13. In Schritt S105 bestimmt der Prozess, ob die GNSS-Empfangseinheit 13 normal ist. Wenn die GNSS-Empfangseinheit 13 normal ist, ist das Ergebnis in Schritt S105 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S106 voranschreitet. In Schritt S106 wird das UE-basierte System ausgewählt, um mit der Positionsbestimmung zu beginnen. Wenn die GNSS-Empfangseinheit 13 fehlerhaft ist, ist das Ergebnis in Schritt S105 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S103 voranschreitet. Der Prozess in 5 endet nach Schritt S103 oder S106 und schreitet zu einem periodischen Prozess voran, der nachstehend beschrieben ist.
Der periodische Prozess wird periodisch und wiederholt ausgeführt und weist die in 6 gezeigten Inhalte auf. In Schritt S201 von 6 bestimmt der Prozess, ob der Zeitpunkt zum Ausführen eines Positionsbestimmungsprozesses, d.h. der Zeitpunkt zum Aktualisieren eines Positionsbestimmungsergebnisses, erreicht ist. Der Positionsbestimmungsergebnis-Aktualisierungszeitpunkt entspricht einem Signalsendezyklus von einem GNSS-Satelliten. Ein Zyklus der Wiederholung des periodischen Prozesses ist kürzer als der Signalsendezyklus vom GNSS-Satelliten.
Wenn der Positionsbestimmungsergebnis-Aktualisierungszeitpunkt erreicht ist, ist das Ergebnis in Schritt S201 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S202 voranschreitet. Wenn der Positionsbestimmungsergebnis-Aktualisierungszeitpunkt nicht erreicht wird, ist das Ergebnis in Schritt S201 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S203 voranschreitet. In Schritt S202 erfolgt der Positionsbestimmungsprozess. Der Positionsbestimmungsprozess ist nachstehend noch näher beschrieben. Nach Schritt S202 schreitet der Prozess zu Schritt S203 voran. In Schritt S203 bestimmt der Prozess, ob das UE-basierte System als ein Positionsbestimmungssystem ausgewählt wird.
Wenn das UE-basierte System ausgewählt wird, ist das Ergebnis in Schritt S203 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S204 voranschreitet. In Schritt S204 erfolgt ein Auswahlbestimmungsprozess. Der Auswahlbestimmungsprozess ist nachstehend noch näher beschrieben. Nach Schritt S204 schreitet der Prozess zu Schritt S207 voran. Wenn das UE-basierte System nicht ausgewählt wird, ist das Ergebnis in Schritt S203 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S205 voranschreitet.
In Schritt S205 bestimmt der Prozess, ob das UE-unterstützte System ausgewählt wird, d.h. der UE-unterstützte Betrieb für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortgesetzt wird. Wenn das UE-unterstützte System nicht für eine vorbestimmte Zeit oder länger fortgesetzt wird, ist das Ergebnis in Schritt S205 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S207 voranschreitet.
Wenn das UE-unterstützte System für die vorbestimmte Zeit oder länger fortgesetzt wird, ist das Ergebnis in Schritt S205 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S206 voranschreitet. In Schritt S206 ändert der Prozess das Positionsbestimmungssystem, um das UE-basierte System auszuwählen. Nach Schritt S206 schreitet der Prozess zu Schritt S207 voran.
In Schritt S207 führt die In-Vehicle-Vorrichtung 1 Prozesse verschieden von denjenigen aus, die die Positionsbestimmung betreffen. In Schritt S208 bestimmt der Prozess, ob das System eine Bedingung zum Übergehen in den Standby-Modus erfüllt. In diesem Fall erfüllt z.B. das Ausschalten des Verbrennungsmotors die Bedingung zum Übergehen in den Standby-Modus.
Wenn die Bedingung zum Übergehen in den Standby-Modus erfüllt ist, ist das Ergebnis in Schritt S208 JA und wird der periodische Prozess beendet. In diesem Fall geht das System nach Beendigung des periodischen Prozesses in den Standby-Modus über. Wenn das System in den Standby-Modus übergeht, während das UE-unterstützte System ausgewählt ist, kann die vorliegende Ausführungsform den Zustand der Auswahl des UE-basierten Systems wieder aufnehmen, so wie es nachstehend beschrieben ist.
Der in 5 gezeigte Prozess wird erneut ausgeführt, wenn der aktive Modus aus dem Standby-Modus wieder aufgenommen wird. Die Prozesse in 5 erfolgen, um das Positionsbestimmungssystem in Abhängigkeit der Situation, in der der aktive Modus wieder aufgenommen wird, neu auszuwählen. Wenn Schritt S102 und Schritt S105 NEIN ergeben, wechselt das Positionsbestimmungssystem in den Zustand, in dem das UE-basierte System ausgewählt wird.
Wenn die Übergangsbedingung für den Standby-Modus nicht erfüllt ist, ist das Ergebnis in Schritt S208 JA und wird der periodische Prozess beendet. In diesem Fall beginnt der periodische Prozess nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, die z.B. von einem Timer gemessen wird, erneut. D.h., der periodische Prozess wird wiederholt ausgeführt. Wenn der periodische Prozess wiederholt ausgeführt wird, während das UE-unterstützte System ausgewählt ist, nimmt der Prozess in Schritt S205 und in Schritt S206 den Zustand der Auswahl des UE-basierten Systems wieder auf.
7 veranschaulicht Verarbeitungsdetails des oben beschriebenen Positionsbestimmungsprozesses. In Schritt S301 von 7 bestimmt der Prozess, ob das UE-unterstützte System als ein Positionsbestimmungssystem ausgewählt wird. Wenn das UE-unterstützte System ausgewählt wird, ist das Ergebnis in Schritt S301 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S302 voranschreitet. In Schritt S302 wird GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db auf der Grundlage eines von der GNSS-Empfangseinheit 13 empfangenen Signals erfasst. In Schritt S303 werden die in Schritt S302 erfasste GNSS-Positionsbestimmungsinformation Db an den Positionsbestimmungsserver 4 gesendet. In Schritt S304 erfasst der Prozess das vom Positionsbestimmungsserver 4 gesendete GNSS-Positionsbestimmungsergebnis Dc.
Wenn das UE-unterstützte System nicht ausgewählt wird, ist das Ergebnis in Schritt S301 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S305 voranschreitet. In Schritt S305 bestimmt der Prozess, ob Satellitenbahndaten erfasst werden. Die Satellitenbahndaten sind zeitlich begrenzt, da der Standort des Satelliten im Laufe der Zeit variiert. In Schritt S305 bestimmt der Prozess ferner, ob die erfassten Satellitenbahndaten gültig sind.
Wenn gültige Satellitenbahndaten erfasst werden, ist das Ergebnis in Schritt S305 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S309 voranschreitet. Wenn die Satellitenbahndaten nicht erfasst werden oder die erfassten Satellitenbahndaten ungültig sind, ist das Ergebnis in Schritt S305 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S306 voranschreitet.
In Schritt S306 bestimmt der Prozess, ob die Mobilkommunikation verfügbar ist. Wenn die Mobilkommunikation nicht verfügbar ist, ist das Ergebnis in Schritt S306 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S307 voranschreitet. Das Stand-Alone-System wird, obgleich nicht in den Zeichnungen gezeigt, automatisch ausgewählt, wenn die Mobilkommunikation nicht verfügbar ist und das Ergebnis in Schritt S306 NEIN ist. Während des Stand-Alone-Betriebs muss die In-Vehicle-Vorrichtung 1 Satellitenbahndaten erfassen. Daher erfasst der Prozess in Schritt S307 Satellitenbahndaten auf der Grundlage eines von der GNSS-Empfangseinheit 13 empfangenen Signals.
Wenn die Mobilkommunikation verfügbar ist, ist das Ergebnis in Schritt S306 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S306 voranschreitet. Das UE-basierte System wird, obgleich nicht in den Zeichnungen gezeigt, automatisch ausgewählt, wenn die Mobilkommunikation verfügbar ist und das Ergebnis in Schritt S306 JA ist. Während des UE-basierten Betriebs sind die Satellitenbahndaten in vom Positionsbestimmungsserver 4 gesendeten GNSS-Unterstützungsdaten Da enthalten. In Schritt S308 erfolgt die Mobilkommunikation, um mit dem Positionsbestimmungsserver 4 zu kommunizieren und GNSS-Unterstützungsdaten Da zu erfassen.
Nach Schritt S307 oder Schritt S308 schreitet der Prozess zu Schritt S309 voran. In Schritt S309 erfasst der Prozess die Positionsbestimmungszeitsignalinformation auf der Grundlage eines von der GNSS-Empfangseinheit 13 empfangenen Signals. In Schritt S310 führt die Positionsbestimmungsrecheneinheit 20 die Positionsbestimmungsberechnung unter Verwendung der Satellitenbahndaten und der Positionsbestimmungszeitsignalinformation aus, um ein GNSS-Positionsbestimmungsergebnis Dc zu gewinnen.
Nach Schritt S310 oder Schritt S304 schreitet der Prozess zu Schritt S311 voran. In Schritt S311 speichert der Prozess einen Verlauf des GNSS-Positionsbestimmungsergebnisses Dc, d.h. einen Positionsverlauf (Historie) des Fahrzeugs 2. Der Verlauf des Positionsbestimmungsergebnisses wird für den Auswahlbestimmungsprozess verwendet, der nachstehend noch beschrieben ist. Nach Schritt S311 wird der Positionsbestimmungsprozess beendet.
8 veranschaulicht Verarbeitungsdetails des oben beschriebenen Auswahlbestimmungsprozesses. In Schritt S401 von 8 wird das Kommunikationsnetz 8 für eine Kommunikation mit den In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12 verwendet, um die Fahrzeugfahrtinformation wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Winkel, Kilometerstand und Ausrichtung zu erfassen. In Schritt S402 bestimmt der Prozess, ob der Positionsbestimmungsergebnisverlauf, d.h. der Positionsverlauf, aktualisiert wird.
Wenn der Positionsbestimmungsergebnisverlauf nicht aktualisiert wird, ist das Ergebnis in Schritt S402 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S403 voranschreitet. In Schritt S403 akkumuliert der Prozess einen Fahrbetrag von der Position des Fahrzeugs 2, die durch das neueste Positionsbestimmungsergebnis angezeigt wird. Der Fahrbetrag wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Orientierung bzw. Ausrichtung, der neuesten Positionsbestimmungszeit oder der Zeit, die seit der vorherigen Akkumulation verstrichen ist, akkumuliert. Nach Schritt S403 wird der Auswahlbestimmungsprozess beendet. In diesem Fall wird der UE-basierte Betrieb bei der nächsten Positionsbestimmung fortgesetzt.
Wenn der Positionsbestimmungsergebnisverlauf aktualisiert wird, ist das Ergebnis in Schritt S402 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S404 voranschreitet. In Schritt S404 berechnet der Prozess einen Fahrbetrag von der Position des Fahrzeugs 2, die durch das neueste Positionsbestimmungsergebnis vor der Aktualisierung angezeigt wird, bis zur neuesten bzw. jüngsten Positionsbestimmungszeit nach der Aktualisierung. Die Akkumulation von Fahrtbeträgen verwendet hauptsächlich die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Orientierung oder die Zeit, die von der vorherigen Akkumulation bis zur neuesten Positionsbestimmungszeit verstrichen ist.
In Schritt S405 vergleicht der Prozess den in Schritt S404 aus der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation berechneten Fahrbetrag mit dem aus dem Positionsbestimmungsergebnisverlauf, d.h. dem Positionsverlauf, berechneten Fahrbetrag. In Schritt S406 bestimmt der Prozess, ob eine Differenz zwischen den Fahrbeträgen, d.h. der Fehler, einen Bestimmungsschwellenwert überschreitet. Wenn die Differenz kleiner oder gleich dem Bestimmungsschwellenwert ist, ist das Ergebnis in Schritt S406 NEIN, woraufhin der Auswahlbestimmungsprozess beendet wird. In diesem Fall wird der UE-basierte Betrieb bei der nächsten Positionsbestimmung fortgesetzt.
Wenn die Differenz größer als der Bestimmungsschwellenwert ist, ist das Ergebnis in Schritt S406 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S407 voranschreitet. In Schritt S407 wird das UE-unterstützte System als ein Positionsbestimmungssystem ausgewählt. Nach Schritt S407 wird der Auswahlbestimmungsprozess beendet. In diesem Fall wird der UE-unterstützte Betrieb für die nächste Positionsbestimmung ausgeführt.
Nachstehend ist ein spezifisches Beispiel für die Bestimmung auf der Grundlage eines Fahrbetragsfehlers im Auswahlbestimmungsprozess unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Es wird angenommen, dass der Zyklus der Aktualisierung eines Positionsbestimmungsergebnisses fünfmal so lang ist wie der Zyklus der Wiederholung des periodischen Prozesses, d.h. der Zyklus der Aktualisierung der Fahrzeugfahrtinformation. In 9 beschreibt ein schwarzer Kreis die durch das Positionsbestimmungsergebnis angezeigte Position des Fahrzeugs 2. Ein weißes Quadrat stellt die Position des Fahrzeugs 2 dar, die aus der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation geschätzt wird, wenn ein Positionsbestimmungsergebnis nicht aktualisiert wird. Ein schwarzes Quadrat stellt die Position des Fahrzeugs 2 dar, die aus der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation geschätzt wird, wenn ein Positionsbestimmungsergebnis aktualisiert wird.
In 9 stellen die Pfeile mit durchgezogener Linie A1 bis A10 Fahrbeträge des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation dar. Die Pfeile A11 und A12 mit langgestrichelter Linie stellen Fahrbeträge des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation dar. Die Pfeile A13 und A14 mit kurzgestrichelten Linien stellen Fahrbeträge des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage des Positionsbestimmungsergebnisses dar.
Die Akkumulation von Fahrbeträgen in Schritt S403 entspricht einer sukzessiven Berechnung der Pfeile A1 bis A5 oder der Pfeile A6 bis A10. Die Fahrtbeträge werden von der Zeit der Aktualisierung des vorherigen Positionsbestimmungsergebnisses bis zu der Zeit der Aktualisierung des aktuellen Positionsbestimmungsergebnisses akkumuliert, wodurch die in schwarzen Quadraten gezeigten Positionen B2 und B3 auf der Grundlage der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation geschätzt werden. Die Akkumulation von Fahrbeträgen in Schritt S404 entspricht einer Berechnung der Pfeile A11 und A12.
Wenn das neueste Positionsbestimmungsergebnis vor der Aktualisierung beispielsweise die Position C1 anzeigt, berechnet Schritt S404 den Pfeil A11, der die Positionen C1 und B2 verbindet. Wenn das neueste Positionsbestimmungsergebnis vor der Aktualisierung die Position C2 anzeigt, berechnet Schritt S404 den Pfeil A12, der die Positionen C2 und B3 verbindet.
Die Pfeile A13 und A14 entsprechen den Fahrbeträgen, die aus dem in Schritt S405 verwendeten Positionsbestimmungsergebnisverlauf berechnet werden. Wenn das zuvor aktualisierte Positionsbestimmungsergebnis z.B. die Position C1 anzeigt, berechnet Schritt S405 den Pfeil A13, der die Position C1 mit der Position C2 verbindet, die durch das derzeit aktualisierte Positionsbestimmungsergebnis angezeigt wird. Wenn das zuvor aktualisierte Positionsbestimmungsergebnis die Position C2 anzeigt, berechnet Schritt S405 den Pfeil A14, der die Position C2 mit der Position C3 verbindet, die durch das derzeit aktualisierte Positionsbestimmungsergebnis angezeigt wird.
Der Vergleich der Fahrbeträge in Schritt S405 entspricht dem Vergleich zwischen den Pfeilen A11 und A13 und dem Vergleich zwischen den Pfeilen A12 und A14. Der Pfeil A11 wird als nahezu so lang wie der Pfeil A13 betrachtet. Die Differenz wird als kleiner als der Bestimmungsschwellenwert betrachtet. Daher wird angenommen, dass das GNSS-Positionsbestimmungsergebnis zu dem Zeitpunkt der Erfassung der Position C2 auf der Grundlage des aktualisierten Positionsbestimmungsergebnisses gültig ist. Der UE-basierte Betrieb wird bei der nächsten Positionsbestimmung fortgesetzt.
Indessen unterscheiden sich die Pfeile A12 und A13 in der Länge stark voneinander. Es wird angenommen, dass die Differenz den Bestimmungsschwellenwert überschreitet. Daher wird angenommen, dass das GNSS-Positionsbestimmungsergebnis zu dem Zeitpunkt der Erfassung der Position C3 auf der Grundlage des aktualisierten Positionsbestimmungsergebnisses ungültig ist. Der UE-unterstützte Betrieb wird für die nächste Positionsbestimmung verwendet.
Die vorliegende Ausführungsform bestimmt, ob das GNSS-Positionsbestimmungsergebnis gültig ist, basierend auf dem Fahrbetrag (wie beispielsweise dem Pfeil A11 oder A13) von der Position (wie beispielsweise der Position C1), die durch das jüngste Positionsbestimmungsergebnis angezeigt wird. Diese Bestimmung kann ebenso auf der Grundlage einer Differenz zwischen der durch das aktualisierte Positionsbestimmungsergebnis angezeigten Position C2 oder C3 und der Position B2 oder B3 auf der Grundlage der Akkumulation der Fahrzeugfahrtinformation, d.h. der Entfernung zwischen den Positionen, erfolgen. Eine Differenz zwischen den Fahrbeträgen wird vorzugsweise unter Verwendung von Breiten- und Längsvektoren verglichen, kann aber für eine vereinfachte Bestimmung unter Verwendung absoluter Werte der Fahrbeträge verglichen werden.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform weist, wie vorstehend beschrieben, drei Positionsbestimmungssysteme wie das Stand-Alone-System, das UE-basierte System und das UE-unterstützte System auf und kann selektiv den Positionsbestimmungsbetrieb entsprechend jedem System ausführen. Um die Auswahl treffen zu können, weist die In-Vehicle-Vorrichtung 1 die Informationserfassungseinheit 21 zum Erfassen der Fahrzeugfahrtinformation von den anderen In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12 und die Wähleinheit 22 zum Wählen eines der drei Positionsbestimmungssysteme auf. In der oben beschriebenen Konfiguration wird die Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses des Stand-Alone-Systems oder des UE-basierten Systems leicht durch äußere Einflüsse wie die Position von GNSS-Satelliten oder Mehrwegeausbreitung aufgrund von Gebäuden und anderen Fahrzeugen, die um das Fahrzeug 2 als Subjektfahrzeug herum vorhanden sind, beeinflusst. Indessen ist die Fahrzeugfahrtinformation, die von den am Fahrzeug 2 angebrachten Sensoren erfasst wird, Information, die in einer geschlossenen Umgebung des Fahrzeugs 2 erfasst wird, so dass die Fahrzeugfahrtinformation kaum durch äußeren Einflüsse beeinflusst wird und eine hohe Stabilität gewährleisten kann. Wie oben beschrieben, kann mit der Fahrzeugfahrtinformation Information über die Position des Fahrzeuges 2, wie z.B. der Fahrbetrag oder die Fahrtrichtung des Fahrzeuges 2, geschätzt werden.
Wenn das UE-basierte System gemäß der vorliegenden Ausführungsform gewählt wird, prüft die Wähleinheit 22 die Gültigkeit, d.h. die Genauigkeit eines Positionsbestimmungsergebnisses auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation. Die Wähleinheit 22 ändert das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn bestimmt wird, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, d.h. die Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses unter ein erforderliches Niveau fällt. Die Wähleinheit 22 wählt das Positionsbestimmungssystem so aus, dass immer ein hochgenaues Positionsbestimmungsergebnis erzielt wird. Die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform wählt ein geeignetes Positionsbestimmungssystem mit Schwerpunkt auf der Verbesserung der Genauigkeit des Positionsbestimmungsergebnisses aus. Es ist möglich, ein geeignetes Positionsbestimmungssystem auszuwählen, das zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs 2 verwendet wird.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Fehlfunktionserfassungseinheit 15, die eine Fehlfunktion der GNSS-Empfangseinheit 13 erfasst. Gemäß der obigen Konfiguration verwenden der UE-basierte Betrieb und der Stand-Alone-Betrieb die GNSS-Empfangseinheit 13 mit der GNSS-Antenne 17 für die In-Vehicle-Vorrichtung 1. Daher ist die Positionsbestimmung nicht verfügbar, wenn eine Abnormität wie z.B. eine Fehlfunktion einer Schaltung oder eines Teils der Konfiguration der GNSS-Empfangseinheit 13 auftritt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wählt die Wähleinheit 22 das UE-unterstützte System ohne Rücksicht auf die übrigen Bedingungen bei der Auswahl der Positionsbestimmungssysteme aus, wenn die Fehlfunktionserfassungseinheit 15 eine Fehlfunktion der GNSS-Empfangseinheit 13 erfasst. Es ist möglich, eine Situation zu vermeiden, in der das Positionsbestimmungsergebnis aufgrund einer Fehlfunktion der GNSS-Empfangseinheit 13 nicht erfasst werden kann.
Wenn ein Dienst oder eine Anwendung, die das Positionsbestimmungsergebnis verwendet, verfügbar wird, ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem entsprechend den Merkmalen des Dienstes oder der Anwendung. Insbesondere ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug beginnt. Der Grund hierfür ist wie folgt.
Wenn das oben beschriebene Jamming- bzw. Störwerkzeug an dem gestohlenen Fahrzeug 2 angebracht wird, kann das Positionsbestimmungsergebnis im UE-basierten System nicht erfasst werden und der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug arbeitet nicht effektiv. Um dieses Problem zu lösen, wählt die Wähleinheit 22 in Verbindung mit dem Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug das UE-unterstützte System aus, ohne die anderen Bedingungen bei der Auswahl der Positionsbestimmungssysteme zu berücksichtigen. Es ist möglich, das Positionsbestimmungsergebnis von der Basisstation aus zu erfassen, selbst wenn das Jamming-Werkzeug am gestohlenen Fahrzeug 2 angebracht ist. Der Tracking-Dienst für ein gestohlenes Fahrzeug kann effektiv funktionieren.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend ist die zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich in Bezug auf die Technik zum Wählen der Positionsbestimmungssysteme von der ersten Ausführungsform. In diesem Fall zielt die Wähleinheit 22 darauf ab, eine Verminderung der Positionsbestimmungsgenauigkeit zu verhindern, wobei sie das Positionsbestimmungssystem auf der Grundlage der GNSS-Positionsbestimmungsinformation dynamisch auswählt.
Ungeachtet der Existenz vieler sichtbarer Satelliten nimmt die theoretische Positionsbestimmungsgenauigkeit, die sich aus der Position der sichtbaren Satelliten ergibt, in einer Umgebung ab, in der die Position der sichtbaren Satelliten auf einen Teil der Himmelskugel beschränkt ist. Eine solche Umgebung kann durch ein Gebiet mit Hochhäusern veranschaulicht werden, in dem die Sicht aus der aktuellen Position des Fahrzeugs 2 schlecht ist.
Es gibt einen Index für die theoretische Positionsbestimmungsgenauigkeit, d.h. einen Index zum Bestimmen eines Verschlechterungsgrades der Positionsbestimmungsgenauigkeit auf der Grundlage der GNSS-Satellitenposition. Dieser Index wird als DOP-Wert bezeichnet. Der DOP-Wert beinhaltet einen HDOP-Wert, der einen Verschlechterungsgrad der Positionsbestimmungsgenauigkeit in horizontaler Richtung anzeigt, und einen VDOP-Wert, der einen Verschlechterungsgrad der Positionsbestimmungsgenauigkeit in vertikaler Richtung anzeigt. Der HDOP-Wert ist in Bezug auf die Projektionsposition auf einer Kartenebene wichtiger als der VDOP-Wert.
Wenn das UE-basierte System gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgewählt wird, kann der aus einem Positionsbestimmungsergebnis ermittelte DOP-Wert, insbesondere der HDOP-Wert, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten. In diesem Fall geht die Wähleinheit 22 von einer Beeinträchtigung der GNSS-Umgebung aus und ändert das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen. Sowohl der HDOP-Wert als auch der VDOP-Wert können zum Bestimmen der Positionsbestimmungssystemänderung verwendet werden.
Nachstehend sind Details einer Verarbeitung in der In-Vehicle-Vorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausprägung unterscheidet sich im Positionsbestimmungsprozess und im Auswahlbestimmungsprozess von der ersten Ausführungsform. 10 veranschaulicht die Verarbeitungsdetails des Positionsbestimmungsprozesses der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 10 gezeigt, beinhaltet der Positionsbestimmungsprozess der vorliegenden Ausführungsform den Schritt S320 als eine Ergänzung zu den Prozessen, die im Positionsbestimmungsprozess der ersten Ausführungsform enthalten sind. Nach Schritt S310 schreitet der Prozess zu Schritt S320 voran. In Schritt S320 berechnet der Prozess einen HDOP-Wert basierend auf dem Ergebnis der Positionsbestimmungsberechnung in Schritt S310. Nach Schritt S320 schreitet der Prozess zu Schritt S311 voran.
11 veranschaulicht die spezifischen Inhalte des Auswahlbestimmungsprozesses der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 11 gezeigt, beinhaltet der Auswahlbestimmungsprozess der vorliegenden Ausführungsform den Schritt S420 als eine Ergänzung zu den Prozessen im Auswahlbestimmungsprozess der ersten Ausführungsform. Nach Schritt S402 schreitet der Prozess zu Schritt S420 voran.
In Schritt S420 bestimmt der Prozess, ob der HDOP-Wert der neuesten Positionsbestimmung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn der HDOP-Wert den Schwellenwert überschreitet, ist das Ergebnis in Schritt S420 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S407 voranschreitet. Wenn der HDOP-Wert kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, ist das Ergebnis in Schritt S420 NEIN, woraufhin der Prozess zu Schritt S404 voranschreitet.
Wie oben beschrieben, verwendet die vorliegende Ausführungsform den Index bezüglich der GNSS-Positionsbestimmungsgenauigkeit, um das UE-basierte System auf das UE-unterstützte System umzustellen. Insbesondere ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn der HDOP-Wert den Schwellenwert überschreitet, während das UE-basierte System gewählt ist. Selbst wenn davon ausgegangen wird, dass sich die GNSS-Umgebung verschlechtert, ist eine Erhöhung in der Positionsbestimmungsgenauigkeit durch die Verwendung der Basisstationspositionsbestimmung, d.h. einer alternativen Positionsbestimmung unter Ausnutzung einer Distanz von der Basisstation des Mobilkommunikationsnetzes, zu erwarten.
Nachstehend ist ein Vorteil der vorliegenden Ausführungsform gegenüber der Technik in Patentdokument 1 beschrieben, die das UE-basierte System, wie unter Stand der Technik beschrieben, auf der Grundlage der Anzahl von sichtbaren Satelliten zu dem UE-unterstützten System ändert. Die in Patentdokument 1 beschriebene Technik ist nachstehend als Vergleichsbeispiel bezeichnet. Das Vergleichsbeispiel, das die Bestimmung auf der Grundlage der Anzahl von sichtbaren Satelliten nutzt, verursacht wahrscheinlich das unten beschriebene Problem.
Es kann eine Umgebung geben, in der ein Gebäude die elektrischen GNSS-Wellen behindert und der Himmel in einer begrenzten Ausrichtung sichtbar ist. In einem solchen Fall kann sich die Positionsbestimmungsgenauigkeit aufgrund einer Ablenkung in der Position der sichtbaren Satelliten verschlechtern, selbst wenn die Anzahl der sichtbaren Satelliten die Anforderung erfüllt oder mehr. Es wird davon ausgegangen, dass das Vergleichsbeispiel die Positionsbestimmung im UE-basierten System fortsetzt, das nicht in der Lage ist, die Genauigkeit unter der Umgebung, in der der Himmel teilweise sichtbar ist, zu verbessern, obwohl das UE-unterstützte System die Positionsbestimmungsgenauigkeit mit größerer Wahrscheinlichkeit verbessern wird. Indessen ändert die vorliegende Ausführungsform das UE-basierte System entsprechend der auf dem HDOP-Wert basierenden Bestimmung zu dem UE-unterstützten System und verbessert die Positionsbestimmungsgenauigkeit auch in einer Umgebung, in der der Himmel teilweise sichtbar ist und die Satellitenposition trotz der Existenz vieler sichtbarer Satelliten ungeeignet ist.
Der HDOP-Wert basiert auf der Satellitenposition (Satellitenstandort). Es ist kaum möglich, einen ungeeigneten HDOP-Wert, der größer als der Schwellenwert ist, zu verbessern. Wenn der HDOP-Wert über dem Schwellenwert liegt, kann bestimmt werden, dass die Positionsbestimmungsgenauigkeit abnimmt, d.h. die Positionsbestimmungsdaten weniger zuverlässig sind, ohne die Bestimmung auf der Grundlage eines Fahrbetragsfehlers zu nutzen.
Die vorliegende Ausführungsform führt die Bestimmung auf der Grundlage des HDOP-Wertes aus (S420), wenn der Positionsbestimmungsergebnisverlauf aktualisiert wird, d.h. das Ergebnis in Schritt S402 JA ist. Wenn der HDOP-Wert als Ergebnis der Bestimmung größer als der Schwellenwert ist, wird das UE-unterstützte System gewählt, ohne die Bestimmung auf der Grundlage eines Fahrbetragsfehlers zu nutzen (S405 und S406). Es ist möglich, Verarbeitungslasten zu reduzieren, die erforderlich sind, um das UE-basierte System unter der Umgebung des teilweise sichtbaren Himmels zu dem UE-unterstützten System zu ändern, verglichen mit dem Fall einer Ausführung der Bestimmung auf der Grundlage des HDOP-Wertes nach der Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend ist die dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich in der Technik zum Wählen des Positionsbestimmungssystems von der ersten Ausführungsform. Die Wähleinheit 22 zielt darauf ab, eine Beeinträchtigung der Positionsbestimmungsgenauigkeit zu verhindern, und wählt das Positionsbestimmungssystem auf der Grundlage der GNSS-Positionsbestimmungsinformation dynamisch aus.
Der in der zweiten Ausführungsform verwendete HDOP-Wert berücksichtigt die Satellitenposition, berücksichtigt jedoch nicht die Verschlechterung der Positionsbestimmungsgenauigkeit aufgrund des Empfangs einer reflektierten Welle in einer Mehrwegeumgebung, in der eine GNSS-Funkwelle von Gebäuden reflektiert wird und über mehrere Wege zu einem Empfänger gelangt. Um dieses Problem zu lösen, ändert die vorliegende Ausführungsform das Positionsbestimmungssystem wie folgt, indem ein Hauptachsenfehler als ein Index verwendet wird, der den Einfluss des Empfangs von reflektierten Wellen berücksichtigt.
GNSS-Positionsbestimmungsfehler bilden eine elliptische Verteilung, die Information wie Fehler in der Hauptachsenrichtung, Fehler in der Nebenachsenrichtung und die Neigung einer Ellipse liefert. Zur Vereinfachung der Prozesse wird die Fehlerverteilung als ein zirkulärer Fehler angenommen, der den elliptischen Fehler umschreibt, und nicht als elliptischer. Ein Hauptachsenfehler stellt die Standardabweichung für den Radius dar. Das UE-unterstützte System wird gewählt, wenn der Hauptachsenfehler, d.h. die Standardabweichung des Radius, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Während das UE-basierte System gewählt ist, ändert die Wähleinheit 22 der vorliegenden Ausführungsform das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System auszuwählen, wenn der Hauptachsenfehler einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wie oben beschrieben, stellt der Hauptachsenfehler die Standardabweichung der Dispersion in der Hauptachsenrichtung in einer elliptischen Fehlerverteilung dar, die aus dem Positionsbestimmungsergebnis geschätzt wird.
Nachstehend sind Details einer Verarbeitung in der In-Vehicle-Vorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausprägung unterscheidet sich in den Inhalten des Positionsbestimmungsprozesses und des Auswahlbestimmungsprozesses von der ersten Ausführungsform. 12 veranschaulicht die Verarbeitungsdetails des Positionsbestimmungsprozesses der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 12 gezeigt, beinhaltet der Positionsbestimmungsprozess der vorliegenden Ausführungsform den Schritt S330 als eine Ergänzung zu den Prozessen, die im Positionsbestimmungsprozess der ersten Ausführungsform enthalten sind. Nach Schritt S310 schreitet der Prozess zu Schritt S330 voran. In Schritt S330 wird ein Hauptachsenfehler auf der Grundlage eines Ergebnisses der Positionsbestimmungsberechnung in Schritt S310 berechnet. Nach Schritt S330 schreitet der Prozess zu Schritt S311 voran.
13 veranschaulicht die Inhalte des Auswahlbestimmungsprozesses der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 13 gezeigt, beinhaltet der Auswahlbestimmungsprozess der vorliegenden Ausführungsform den Schritt S430 als eine Ergänzung zu den Prozessen im Auswahlbestimmungsprozess der ersten Ausführungsform. Wenn eine Differenz zwischen dem Fahrbetrag, der auf der Fahrzeugfahrtinformationsakkumulation basiert, und dem Fahrbetrag, der auf dem Positionsbestimmungsergebnisverlauf basiert, den Bestimmungsschwellenwert überschreitet, ist das Ergebnis in Schritt S406 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S430 voranschreitet.
In Schritt S430 bestimmt der Prozess, ob der Hauptachsenfehler für die jüngste Positionsbestimmung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn der Hauptachsenfehler größer als der Schwellenwert ist, ist das Ergebnis in Schritt S430 JA, woraufhin der Prozess zu Schritt S407 voranschreitet. Wenn der Hauptachsenfehler kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, ist das Ergebnis in Schritt S430 NEIN und wird der Auswahlbestimmungsprozess beendet.
Wie oben beschrieben, verwendet die vorliegende Ausführungsform den Index bezüglich der GNSS-Positionsbestimmungsgenauigkeit, um das UE-basierte System auf das UE-unterstützte System umzustellen. Während das UE-basierte System gewählt ist, ändert die Wähleinheit 22 das Positionsbestimmungssystem, um das UE-unterstützte System zu wählen, wenn der aus einem Positionsbestimmungsergebnis ermittelte Hauptachsenfehler den Schwellenwert überschreitet.
Die vorliegende Ausführungsform kann eine ähnliche Wirkung wie die zweite Ausführungsform entfalten. Selbst wenn davon ausgegangen wird, dass sich die GNSS-Umgebung verschlechtert, ist eine Erhöhung in der Positionsbestimmungsgenauigkeit durch die Verwendung der Basisstationspositionsbestimmung, d.h. einer alternativen Positionsbestimmung unter Ausnutzung einer Distanz von der Basisstation des Mobilkommunikationsnetzes, zu erwarten. Die vorliegende Ausführungsform bringt gegenüber dem Vergleichsbeispiel einen Vorteil ähnlich der zweiten Ausführungsform hervor.
Der Hauptachsenfehler wird durch die Mehrwegeausbreitung aufgrund der Reflexion von Gebäuden beeinflusst, wobei die Situation von Moment zu Moment variiert. Daher erfolgt die Bestimmung vorzugsweise auf der Grundlage eines Fahrbetragsfehlers, d.h. die Bestimmung in Schritt S405 und in Schritt S406, auch wenn der Hauptachsenfehler einen ungünstigen Wert anzeigt, d.h. der Hauptachsenfehler den Schwellenwert überschreitet. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt wird, dass die Positionsbestimmungsdaten infolge der Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers weniger zuverlässig sind, ist das Ergebnis in Schritt S406 JA, woraufhin der Prozess die Bestimmung auf der Grundlage des Hauptachsenfehlers ausführt (S430).
Der Prozess erfolgt auch aus folgendem Grund in dieser Reihenfolge. Die Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers macht es schwierig zu bestimmen, wer von dem vorherigen Positionsbestimmungsergebnis, dem aktuellen Positionsbestimmungsergebnis und der Fahrzeugfahrtinformation fragwürdig ist. Die vorliegende Ausführungsform führt die Bestimmung auf der Grundlage des Hauptachsenfehlers aus, um zu bestimmen, ob die Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers definitiv korrekt ist.
Neben der Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers ist es möglich, zu bestimmen, dass ein Problem nicht in der Fahrzeugfahrtinformation, sondern im Positionsbestimmungsergebnis besteht, wenn die Bestimmung auf der Grundlage des Hauptachsenfehlers ermittelt, dass das Positionsbestimmungsergebnis weniger zuverlässig ist, d.h. die Ergebnisse in Schritt S406 und Schritt S430 JA sind. In diesem Fall ist das vorliegende Positionsbestimmungsergebnis weniger zuverlässig und kann kaum angenommen werden, dass sich die GNSS-Umgebung zum Besseren verändert. Anschließend wechselt das Positionsbestimmungssystem zum UE-unterstützten System, um die Positionsbestimmungsgenauigkeit durch alternative Positionsbestimmung zu verbessern.
Es kann einen Fall geben, in dem die Bestimmung auf der Grundlage des Fahrbetragsfehlers ermittelt, dass das Positionsbestimmungsergebnis weniger zuverlässig ist, aber die Bestimmung auf der Grundlage des Hauptachsenfehlers ermittelt, dass das Positionsbestimmungsergebnis sehr zuverlässig ist. D.h., das Ergebnis in Schritt S406 ist JA, und das Ergebnis in Schritt S430 ist Nein. Es ist möglich, zu bestimmen, dass wenigstens entweder das vorherige Positionsbestimmungsergebnis oder die Fahrzeugfahrtinformation fragwürdig ist. In diesem Fall ist das vorliegende Positionsbestimmungsergebnis sehr zuverlässig und kann davon ausgegangen werden, dass sich die GNSS-Umgebung zum Besseren verändert. Das UE-basierte System ist weiterhin als das Positionsbestimmungssystem aktiv und wartet, bis sich die Positionsbestimmungsgenauigkeit verbessert.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschränkt, sondern kann im Sinne und Umfang der Offenbarung auf verschiedene Weise modifiziert, kombiniert oder erweitert werden.
Die in den oben beschriebenen Ausführungsformen angegebenen Zahlenwerte sind Beispiele, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
Die Positionsbestimmungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die In-Vehicle-Vorrichtung 1 beschränkt, sondern auf jede Vorrichtung anwendbar, die das Fahrzeug 2 positioniert. Die Positionsbestimmungsvorrichtung kann z.B. eine mobile Kommunikationsvorrichtung wie ein mobiles Endgerät darstellen, das von einem Eigentümer des Fahrzeugs 2 in das Fahrzeug mitgeführt wird.
Die Fahrzeugfahrtinformation kann anstelle von oder zusätzlich zu der Information, mit der ein Fahrbetrag des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage einer Zeitspanne schätzbar ist, Information enthalten, mit der eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 auf der Grundlage einer vorbestimmten Zeitspanne schätzbar ist. In diesem Fall kann eine Differenz zwischen der anhand der Fahrzeugfahrtinformation geschätzten Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 und einer anhand des Positionsbestimmungsergebnisses berechneten Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 vorliegen. Wenn die Differenz einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert überschreitet, kann die Wähleinheit 22 bestimmen, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, d.h. die Positionsbestimmungsergebnisgenauigkeit unter einem erforderlichen Niveau liegt.
Die In-Vehicle-Vorrichtung 1 kann mit einer Gruppe von Sensoren ausgestattet sein, die in der Lage sind, Information zu liefern, die mit der in den In-Vehicle-Vorrichtungen 9 bis 12 enthaltenen Information vergleichbar ist. In diesem Fall kann die Informationserfassungseinheit 21 die Fahrzeugfahrtinformation von der Gruppe von Sensoren erfassen, die an der In-Vehicle-Vorrichtung 1 angebracht ist, ohne das Kommunikationsnetz 8 zu nutzen.
Die vorliegende Offenbarung ist vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben, jedoch nicht auf die Ausführungsformen und Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb eines Äquivalenzbereichs. Ferner umfassen die Kategorie oder der Umfang der Idee der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen oder Formen und darüber hinaus andere Kombinationen oder Formen, die nur ein Element oder mehr oder weniger enthalten.
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 Patentliteratur

JP 2017251380 [0001]
JP 2015 [0007]
JP 059905 A [0007]

Claims

Positionsbestimmungsvorrichtung (1), die konfiguriert ist, um eine Positionsbestimmung auszuführen, um eine Position eines Fahrzeugs (2) zu messen, wobei die Positionsbestimmungsvorrichtung aufweist: - eine vorrichtungsseitige Empfangseinheit (13), die konfiguriert ist, um ein von einem GNSS-Satelliten gesendetes Signal zu empfangen; - eine vorrichtungsseitige Recheneinheit (20), die konfiguriert ist, um eine Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage des von der vorrichtungsseitigen Empfangseinheit empfangenen Signals auszuführen; - eine Kommunikationseinheit (14), die konfiguriert ist, um mit einem Positionsbestimmungsserver (4) zu kommunizieren, der eine Unterstützungsdatenerfassungseinheit (5), die konfiguriert ist, um GNSS-Unterstützungsdaten zu erfassen, und eine Server-Recheneinheit (6), die konfiguriert ist, um die Positionsbestimmungsberechnung auf der Grundlage der GNSS-Unterstützungsdaten auszuführen, aufweist; - eine Wähleinheit (22), die konfiguriert ist, um, als ein System für die Positionsbestimmung, entweder ein erstes Positionsbestimmungssystem oder ein zweites Positionsbestimmungssystem auszuwählen, wobei das erste Positionsbestimmungssystem konfiguriert ist, um ein Positionsbestimmungsergebnis als Ergebnis der Positionsbestimmung durch die vorrichtungsseitige Recheneinheit, die die Positionsbestimmungsberechnung ausführt, zu erfassen, und das zweite Positionsbestimmungssystem konfiguriert ist, um das Positionsbestimmungsergebnis durch die Server-Recheneinheit, die die Positionsbestimmungsberechnung ausführt, zu erfassen; und - eine Informationserfassungseinheit (21), die konfiguriert ist, um Fahrzeugfahrtinformation zu erfassen, die von einer im Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtung (9 bis 12) verfügbar ist, die sich auf eine Fahrt des Fahrzeugs bezieht und die sich von Information unterscheidet, die für die Positionsbestimmung verwendet wird, wobei - die Wähleinheit, wenn das erste Positionsbestimmungssystem gewählt ist, auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation bestimmt, ob das Positionsbestimmungsergebnis gültig ist; und - die Wähleinheit, wenn bestimmt wird, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist, das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem wechselt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Fahrzeugfahrtinformation Information zum Schätzen wenigstens entweder eines Fahrbetrags oder einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einer vorbestimmten Zeitspanne enthält; und - die Wähleinheit, wenn wenigstens entweder eine Differenz zwischen dem auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation geschätzten Fahrbetrag und einem auf der Grundlage des Positionsbestimmungsergebnisses berechneten Fahrbetrag oder eine Differenz zwischen der auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtinformation geschätzten Fahrtrichtung und einer auf der Grundlage des Positionsbestimmungsergebnisses berechneten Fahrtrichtung einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert überschreitet, bestimmt, dass das Positionsbestimmungsergebnis ungültig ist.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner eine Fehlfunktionserfassungseinheit (15) aufweisend, die konfiguriert ist, um eine Fehlfunktion der vorrichtungsseitigen Empfangseinheit zu erfassen, wobei die Wähleinheit das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem wechselt, wenn das erste Positionsbestimmungssystem gewählt ist und die Fehlfunktionserfassungseinheit die Fehlfunktion der vorrichtungsseitigen Empfangseinheit erfasst.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wähleinheit, wenn ein Dienst oder eine Anwendung basierend auf dem Positionsbestimmungsergebnis startet, das System in Übereinstimmung mit einer Eigenschaft des Dienstes oder der Anwendung wechselt.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wähleinheit das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem wechselt, wenn das erste Positionsbestimmungssystem gewählt ist und ein aus dem Positionsbestimmungsergebnis erfasster DOP-Wert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Positionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wähleinheit das System zu dem zweiten Positionsbestimmungssystem wechselt, wenn das erste Positionsbestimmungssystem gewählt ist und ein aus dem Positionsbestimmungsergebnis erfasster Hauptachsenfehler einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.