DE112021007789T5 - Positionierungsapparat und positionierungsverfahren - Google Patents

Abstract

Das Ziel ist es, eine Technologie bereitzustellen, die die Zentimeterpositionierung in Automobilanwendungen in geeigneter Weise verfügbar macht. Ein Positionierungsapparat bestimmt eine Alleinstehpositionslösung, die eine Fahrzeugposition umfasst, bestimmt eine Schwebelösung, die die Fahrzeugposition und einen Trägerphasenbias umfasst, bestimmt eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit, bestimmt eine Fixlösung, die die Fahrzeugposition umfasst, setzt einen beliebigen Satz aus der Alleinstehpositionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die keine Existenz einer Lösung angibt, als Positionierungslösung fest und sagt einen Positionierungsfehler der Positionierungslösung als Positionierungsfehler der Fahrzeugposition pro Epoche voraus.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Positionierungsapparat und ein Positionierungsverfahren.
• STAND DER TECHNIK
• Auf dem Gebiet der Vermessung strahlen Satelliten des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) wie GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou und QZSS Signale auf drei Frequenzen aus, die militärisches L2P und ziviles L1 und L5 umfassen. GNSS-Empfänger, die diese Signale empfangen, können eine Positionierung im Zentimeterbereich durchführen. Bei einem eigenständigen Positionierungsverfahren mit geringerer Genauigkeit wird als Hauptbeobachtungsdaten ein Pseudobereich eines Positionssignals benutzt, der aus der Funklaufzeit von einem Satelliten zu einem Fahrzeug berechnet wird. Bei der Zentimeterortung werden auch Trägerphasen als Hauptbeobachtungsdaten benutzt. Ein Verfahren, das die Trägerphasen benutzt, wird als Trägerphasenpositionierungsverfahren bezeichnet.
• Das Trägerphasenpositionierungsverfahren umfasst die Echtzeitkinematik (RTK) und die punktgenaue Positionierung - RTK (PPP-RTK). Bei dem Trägerphasenpositionierungsverfahren berechnet ein GNSS-Empfänger einen integrierten Wert, den er durch kontinuierliche Messung der Trägerphasenwinkel von demodulierten Positionierungssignalen erhält. Wenn die kontinuierliche Beobachtung z.B. durch einen Zyklusschlupf unterbrochen wird, setzt der GNSS-Empfänger den integrierten Wert zurück. Bei dieser Rücksetzung wird ein Trägerphasenbias geändert. Mit anderen Worten, die Trägerphasenbias wird während des kontinuierlichen Empfangs von Funkwellen von einer Vielzahl von positionsbasierten Satelliten nicht verändert. Wenn die Trägerphasen-Bias einmal mit hoher Genauigkeit bestimmt wird, kann die Trägerphasenbias nicht pro Epoche bestimmt werden.
• Das Trägerphasenpositionierungsverfahren, das das eigenständige Positionierungsverfahren einschließt, erzeugt insgesamt drei Positionierungslösungen, von denen zwei eine Schwebelösung und eine Fixlösung mit Anwendung eines Augmentationssignals umfassen, und eine eigenständige Positionierungslösung ohne Anwendung des Augmentationssignals.
• Die Zentimeterpositionierung, die auf dem Gebiet der Vermessung benutzt wird, wird unter einer Umwelt durchgeführt, die keine umgebenden Strukturen aufweist, die Empfangsstörungen von Funkwellen veranlassen (diese Umwelt wird als freier Himmel bezeichnet). Es wird gesagt, dass die Genauigkeit der Fixlösungen zentimetergenau ist. Außerdem wird erwartet, dass die Fixierungsrate mindestens 95 % und in der Regel 99 % oder mehr beträgt. Andererseits ist die Genauigkeit von Schwebelösungen niedriger als die von Fixlösungen (z.B. von Zentimeter- auf Metergenauigkeit). Daher werden Schwebelösungen im Allgemeinen nicht benutzt, wenn das Ziel darin besteht, die Positionierung im Zentimeterbereich durchzuführen.
• Obwohl die oben genannten GNSS-Empfänger eine hochgenaue Positionierung durchführen können, sind sie sehr teuer und können daher nicht in Serienfahrzeuge eingebaut werden. Positionierungsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen führen Positionierungsberechnungen im Trägerphasenpositionierungsverfahren durch, indem sie zivile L1- und L2C-Signale, die von Multi-GNSS-Satelliten wie GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou und QZSS ausgestrahlt werden, über kostengünstige GNSS-Empfänger und GNSS-Antennen empfangen. Selbst unter freiem Himmel haben die mit den preiswerten GNSS-Antennen empfangenen Positionssignale jedoch in der Regel ein niedrigeres Träger-Rausch-Verhältnis (C/N-Wert) als die mit teuren GNSS-Antennen für Vermessungen empfangenen Signale. Die C/N-Mittelwerte dieser Ortungssignale unterscheiden sich manchmal je nach Frequenzband des L1 und des L2C. Des Weiteren gibt es in automontierten Umgebungen, z.B. in Umgebungen zum Empfangen von Funkwellen rund um Fahrzeuge, verschiedene Probleme. Dies liegt daran, dass die Umgebungen unterschiedlich sind, angefangen vom offenen Himmel, über Mehrwegeumgebungen in verschiedenen Größen oder Umgebungen, die einen Teil der Satellitenfunkwellen über Fahrzeuge abschirmen, bis hin zu Umgebungen in Tunneln, die die gesamten Satellitenfunkwellen abschirmen. Um diese Probleme zu lösen, wurden beispielsweise die in den Patentdokumenten 1 bis 4 beschriebenen Technologien vorgeschlagen.
• DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
• PATENTDOKUMENTE
• [Patentdokument 1] Japanisches Patent Nr. 5590010
• [Patentdokument 2] Japanisches Patent Nr. 5083749
• [Patentdokument 3] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2017-138502
• [Patentdokument 4] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2010-071686
• ZUSAMMENFASSUNG
• DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
• Bei Fahrzeugen, die durch Straßen fahren, kommt es manchmal zu fehlerhaften Fixlösungen, bei denen die aus Fixlösungen erhaltene Genauigkeit der Fahrzeugposition auf Metergenauigkeit abnimmt. Wenn eine Fixrate, mit der Fixlösungen erhalten werden, abnimmt, steigt umgekehrt eine Schweberate, mit der Schwebelösungen mit unsicherer Genauigkeit erhalten werden. Bei den konventionellen Technologien werden die Positionierungsfehler zwischen Fixlösungen und Schwebelösungen jedoch nicht in Echtzeit vorhergesagt. Daher ist es schwierig, die Zentimeterpositionierung in Automobilanwendungen zu benutzen.
• Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht dieses Problems präsentiert und hat das Objekt, eine Technologie bereitzustellen, die die Zentimeterpositionierung in Automobilanwendungen verfügbar macht.
• MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
• Ein Positionierungsapparat gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein GNSS-Erhaltungsmittel, um ein Teil von Beobachtungsdaten zu erhalten, die für jedes der Positionierungssignale von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten einen Pseudobereich, eine Trägerphase und eine Dopplerverschiebungsfrequenz sowie ein Teil von Bahndaten der Vielzahl von GNSS-Satelliten umfassen; ein Positionierungsaugmentationsdatenerhaltungsmittel, um Positionierungsaugmentationsdaten von Positionierungsaugmentationssatelliten oder dem Internet zu erhalten; ein Alleinstehpositionslösungsauswahlmittel, um positionsbasierte Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten auszuwählen; ein Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel, um eine Alleinstehpositionslösung zu bestimmen, basierend auf Teilen von Beobachtungsdaten und einem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten, ohne die Positionierungsaugmentationsdaten zu benutzen; ein Schwebelösungsberechnungsmittel, um eine Schwebelösung zu bestimmen, die einen Trägerphasenbias umfasst, basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten und den Positionierungsaugmentationsdaten; ein Such-und-Testmittel, um eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit zu bestimmen, basierend auf dem Trägerphasenbias der Schwebelösung; ein Fixlösungsberechnungsmittel, um eine Fixlösung basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten und den ganzzahligen Mehrdeutigkeit zu bestimmen; und ein Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel, um irgendeine der alleinstehenden Positionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung anzeigt, als eine Positionslösung festzulegen und einen Positionierungsfehler der Positionslösung pro Epoche vorherzusagen.
• WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Offenbarung reduziert fehlerhafte Fixlösungen und sagt einen Positionierungsfehler einer Positionslösung in Echtzeit voraus, wodurch die Zentimeterpositionierung in Automobilanwendungen verfügbar gemacht wird.
• Der Gegenstand, die Merkmale, die Aspekte und die Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen deutlicher werden.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
• 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
• 3 stellt Beispielergebnisse dar, die jeweils durch die Berechnung von Pseudobereichsresten gemäß Ausführungsform 1 erhalten wurden.
• 4 stellt schematisch eine einfache Differenz und eine doppelte Differenz von Teilen von Beobachtungsdaten gemäß Ausführungsform 1 dar.
• 5 stellt eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Vorhersagefehler und einem tatsächlichen Fehler einer Schwebelösung gemäß Ausführungsform 1 dar.
• 6 stellt eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Vorhersagefehler und einem tatsächlichen Fehler einer Fixlösung gemäß Ausführungsform 1 dar.
• 7 stellt die Mehrdeutigkeit der Nachsuche gemäß Modifikation 4 von Ausführungsform 1 dar.
• 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
• 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 2 darstellt.
• 10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
• 11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
• 12 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
• 13 stellt den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 dar.
• 14 stellt den Betrieb einer Positionierungsvorrichtung gemäß der Modifikation 2 von Ausführungsform 3 dar.
• 15 stellt den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 von Ausführungsform 3 dar.
• 16 stellt den Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß Modifikation 2 von Ausführungsform 3 dar.
• 17 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 4 darstellt.
• 18 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß Ausführungsform 4 dar.
• 19 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß Ausführungsform 4 dar.
• 20 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß Ausführungsform 4 dar.
• 21 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 22 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 23 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 24 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 25 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 26 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 27 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 28 stellt eine beispielhafte Anzeige gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 4 dar.
• 29 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 5 darstellt.
• 30 stellt stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß Ausführungsform 5 dar.
• 31 stellt die stereoskopischen Kameras und die Millimeterwellenradare gemäß Ausführungsform 5 dar.
• 32 stellt eine Ausführungsform der Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß Ausführungsform 5 dar.
• 33 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß Ausführungsform 5 dar.
• 34 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß Ausführungsform 5 dar.
• 35 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 36 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 37 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 38 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 39 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 40 stellt ein Beispiel für die Überwachung durch stereoskopische Kameras und Millimeterwellenradare gemäß einer Modifikation von Ausführungsform 5 dar.
• 41 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 6 darstellt.
• 42 stellt einen Sensor für den Zustand der Straßenoberfläche und einen Laser-Fahrzeughöhenmesser gemäß Ausführungsform 6 dar.
• 43 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 darstellt.
• 44 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems nach Ausführungsform 7 dar.
• 45 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 46 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 47 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 48 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 49 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 50 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 51 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 52 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 53 stellt eine beispielhafte Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 54 stellt ein Beispiel für die Fahrzeugregelung des Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 dar.
• 55 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß den anderen Modifikationen darstellt.
• 56 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration der Positionierungsvorrichtung gemäß den anderen Modifikationen darstellt.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
• [Ausführungsform 1]
• 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt. Im Folgenden kann ein Zielfahrzeug von Interesse, an dem eine Positionierungsvorrichtung angeordnet ist, als „Subjektfahrzeug“ bezeichnet werden, seine Fahrzeugposition kann als „Subjektfahrzeugposition“ bezeichnet werden, die Positionierungsvorrichtung kann als „Mobilstation“ bezeichnet werden, und ein GNSS-Satellit kann als „Satellit“ bezeichnet werden.
• Die Positionierungsvorrichtung in 1 umfasst einen GNSS-Empfänger 11, der ein GNSS-Erhaltungsmittel ist und eine GNSS-Antenne umfasst, einen Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12, der ein Erfassungsmittel für Positionierungsaugmentationsdaten ist, und eine Satellitenpositionierungseinheit 13.
• Der GNSS-Empfänger 11 empfängt Positionierungssignale aus Funkwellen in einem vorgegebenen Frequenzband. Die Positionierungssignale werden von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten einschließlich GPS-Satelliten abgestrahlt, die sich über dem Subjektfahrzeug befinden. Die Positionierungssignale gemäß Ausführungsform 1 umfassen Positionierungssignale mit zwei Frequenzen, d. h. ein L1-Signal, das ein erstes Positionierungssignal ist, und ein L2C-Signal, das ein zweites Positionierungssignal ist, dessen Frequenzband sich von dem des L1-Signals unterscheidet, wobei diese nicht auf diese beschränkt sind. Der GNSS-Empfänger 11 erzeugt Zeitdaten, Teile von Beobachtungsdaten und einen Teil von Umlaufbahndaten, basierend auf den Positionierungssignalen, die von der Vielzahl von GNSS-Satelliten gesendet werden.
• Die Zeitdaten umfassen zum Beispiel einen Zeitpunkt, der für die Synchronisation benutzt wird. Der Teil der Beobachtungsdaten umfasst einen Pseudo-Bereich, eine Trägerphase, eine Doppler-Verschiebungsfrequenz und einen ionosphärischen Verzögerungsfehler einer Mobilstation für jedes der Positionierungssignale. Bei dem Teil der Umlaufbahndaten handelt es sich um Daten, die zur Berechnung der Positionen der Vielzahl von GNSS-Satelliten erforderlich sind, und sie umfassen Sendeephemeriden.
• Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 ist über eine Internetverbindung 12a mit einem Server eines Anbieters von Positionierungssignalen (nicht bereitgestellt) verbunden. Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 authentifiziert einen vorbestimmten Zugangspunkt in der Verbindung. Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 überträgt in geeigneter Weise Positionsdaten der Mobilstation, die das Trägerphasenpositionierungsverfahren unterstützt, an den verbundenen Server, um in einem vorbestimmten Zyklus ein Positionierungsaugmentationssignal einschließlich Positionierungsaugmentationsdaten, die das Trägerphasenpositionierungsverfahren unterstützen, vom Server zu empfangen. Die Positionierungsaugmentationsdaten umfassen Positionsdaten und Beobachtungsdaten einer Referenzstation, die einen Bezugspunkt darstellt. Die Referenzstation und die Beobachtungsdaten können hier virtuell sein, und die Positionsdaten einer Basisstation können feste Daten sein. Obwohl Ausführungsform 1 das Trägerphasenpositionierungsverfahren als virtuelle Referenzstation (VRS) beschreibt, kann das Trägerphasenpositionierungsverfahren das RTK-Verfahren sein.
• Die Satellitenpositionierungseinheit 13 umfasst ein positionsbasiertes Satellitenauswahlmittel 131, ein Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel 132, ein Schwebelösungsberechnungsmittel 133, ein Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134, ein Fixlösungsberechnungsmittel 135 und ein Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136.
• Das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 wählt positionsbasierte Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten aus. Die Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel 132, die Schwebelösungsberechnungsmittel 133 und die Fixlösungsberechnungsmittel 135 benutzen die Zeitdaten, die Teile der Beobachtungsdaten und die Teile der Umlaufbahndaten der ausgewählten positionsbasierten Satelliten.
• Die Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel 132 bestimmt eine Alleinstehpositionslösung einschließlich eines GNSS-Empfänger-internen Taktfehlers basierend auf den Zeitdaten, den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten gemäß dem Alleinstehpositionsverfahren ohne Nutzung der Positionierungsaugmentationsdaten.
• Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 bestimmt eine Schwebelösung und einen Trägerphasenbias basierend auf den Zeitdaten, den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten und basierend auf virtuellen Beobachtungsdaten einschließlich der Koordinaten einer virtuellen Referenzstation, die der Server virtuell in der Nähe der Position des betreffenden Fahrzeugs einstellt, und virtueller Beobachtungsergebnisse an den Koordinaten gemäß dem VRS-Verfahren als dem Trägerphasenpositionierungsverfahren. Wie oben beschrieben, ist das Trägerphasenpositionierungsverfahren das VRS-Verfahren in Ausführungsform 1. Die Schwebelösung ist eine reelle Zahl.
• Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 bestimmt nach dem später zu beschreibenden Verfahren der Least-Square-Ambiguity-Decorrelation-Anpassung (LAMBDA) eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit von Trägerphasen, die als Mehrdeutigkeit bezeichnet wird, aus dem Trägerphasenbias, der durch die reelle Zahl der Schwebelösung repräsentiert wird.
• Das Fixlösungsberechnungsmittel 135 bestimmt eine Fixlösung basierend auf den Zeitdaten, den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten und basierend auf den virtuellen Beobachtungsdaten einschließlich der Koordinaten der virtuellen Referenzstation, die der Server virtuell in der Nähe der Position des Subjektfahrzeugs einstellt, und der virtuellen Beobachtungsergebnisse an den Koordinaten gemäß dem VRS-Verfahren als dem Trägerphasenpositionierungsverfahren.
• Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 stellt einen beliebigen Satz aus der Alleinstehpositionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung angibt, als Positionslösung für die Satellitenpositionierung ein. Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 sagt auch einen Positionierungsfehler der Positionslösung pro Epoche voraus.
• [Betriebe]
• Als nächstes werden Betriebe der Positionierungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Positionierungsvorrichtung pro Epoche darstellt. Die Satellitenpositionierungseinheit 13 betreibt die in 2 dargestellten Betriebe. Obwohl hauptsächlich das VRS-Verfahren beschrieben wird, gilt das Gleiche für das RTK-Verfahren.
• Zunächst werden in Schritt S201 von 2 Prozesse der Positionierungsvorrichtung zurückgesetzt.
• In Schritt S202 bestimmt die Satellitenpositionierungseinheit 13, ob die Anzahl der GNSS-Satelliten (im Folgenden als „Empfangssatelliten“ bezeichnet), von denen der GNSS-Empfänger 11 Positionierungssignale empfangen kann, mehr als oder gleich vier beträgt. Wenn die Anzahl der Empfangssatelliten kleiner als vier ist, fahren die Prozesse mit Schritt S211 fort. Wenn die Anzahl der Empfangssatelliten mehr als oder gleich vier ist, fahren die Prozesse mit Schritt S203 fort.
• In Schritt S203 wählt das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 positionsbasierte Satelliten aus der Vielzahl der GNSS-Satelliten aus. Die Auswahl der positionsbasierten Satelliten wird im Folgenden beschrieben.
• 3 stellt Beispielergebnisse dar, die jeweils durch Berechnung von Pseudobereichsresten als ein Teil der Beobachtungsdaten erhalten werden. Der GNSS-Empfänger 11, der die Pseudobereichsreste empfängt, ist derzeit bekannt. Die Pseudobereichsreste repräsentieren lediglich das Auftreten von Mehrwegeffekten als Flaggen, wie in 3 (c) dargestellt.
• Somit bestimmt das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 gemäß Ausführungsform 1 erste Pseudobereichsreste, wie in 3 (a) dargestellt, basierend auf einem Vergleich zwischen Pseudobereichen, Trägerphasen oder Dopplerverschiebungsfrequenzen, die in empfangenen Positionierungssignalen enthalten sind. Das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 können die ersten Pseudobereichsreste durch ein Berechnungsverfahren berechnen, das zum Beispiel in dem japanischen Patent Nr. 4988028 oder dem japanischen Patent Nr. 6482720 beschrieben ist.
• Wenn sowohl ein L1-Signal als auch ein L2C-Signal auf zwei Frequenzen vorliegt, d.h. bei Empfang dieser beiden Signale, gleicht das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 einen ionosphärischen Verzögerungsfehler des L1-Signals mit einem ionosphärischen Verzögerungsfehler des L2C-Signals gemäß ionosphärenfreien linearen Kombinationen aus. Das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 bestimmt zweite Pseudobereichsreste, wie in 3 (b) dargestellt, indem es solche ionosphärischen Verzögerungsfehler ausgleicht.
• Als nächstes macht das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 eine primäre Auswahl zur Auswahl von GNSS-Satelliten, deren Kommunikationsqualität höher oder gleich einer ersten Schwelle ist, die zum Erreichen der Genauigkeit der Positionierung als vorläufige positionsbasierte Satelliten notwendig ist, basierend auf mindestens einem der ersten Pseudobereichsreste oder der zweiten Pseudobereichsreste und Höhenwinkeln und C/N-Werten.
• Dann wählt das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 die vorläufigen positionsbasierten Satelliten als positionsbasierte Satelliten aus, wenn die Anzahl der Teile der Beobachtungsdaten der vorläufigen positionsbasierten Satelliten kleiner als oder gleich einer vorgeschriebenen Anzahl ist. Wenn die Anzahl der Teile der Beobachtungsdaten der vorläufigen positionsbasierten Satelliten die vorgeschriebene Anzahl übersteigt, macht das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 eine Sekundärauswahl zur Auswahl von positionsbasierten Satelliten, deren Anzahl von Teilen der Beobachtungsdaten kleiner oder gleich einer Schwelle unter den vorläufigen positionsbasierten Satelliten ist, basierend auf der Kommunikationsqualität jedes der vorläufigen positionsbasierten Satelliten. Beispielsweise macht das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 die sekundäre Auswahl von GNSS-Satelliten, deren Kommunikationsqualität höher oder gleich einer zweiten Schwelle ist, die höher als die erste Schwelle ist, die zum Erreichen der Genauigkeit der Positionierung als vorläufige positionsbasierte Satelliten erforderlich ist, basierend auf mindestens einem der ersten Pseudobereichsreste oder der zweiten Pseudobereichsreste sowie von Höhenwinkeln und C/N-Werten. Die für die primäre Auswahl zu benutzenden Pseudobereichsreste können mit denen für die sekundäre Auswahl identisch oder von ihnen verschieden sein.
• Die positionsbasierten Satellitenauswahlmittel 131 können GNSS-Satelliten, deren Positionierungssignal nur auf einer einzigen Frequenz liegt, als positionsbasierte Satelliten auswählen, deren Teile der Beobachtungsdaten von den Alleinstehpositionslösungsberechnungsmitteln 132 benutzt werden. Das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 wählen GNSS-Satelliten, deren Positionierungssignale auf zwei Frequenzen liegen, bevorzugt gegenüber GNSS-Satelliten, deren Positionierungssignal nur auf einer einzigen Frequenz liegt, als positionsbasierte Satelliten aus, deren Teile der Beobachtungsdaten von den Schwebelösungsberechnungsmitteln 133 und den Fixlösungsberechnungsmitteln 135 benutzt werden. Diese Auswahl verbessert die Genauigkeit von Schwebelösungen und Fixlösungen.
• Das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 bestimmt unter den positionsbasierten Satelliten einen positionsbasierten Satelliten, dessen Elevationswinkel, C/N-Wert und Qualität eines Pseudobereichs höher sind, als primären Satelliten und bestimmt die anderen positionsbasierten Satelliten als untergeordnete Satelliten. Im Folgenden werden Beispielbedingungen für die Auswahl positionsbasierter Satelliten beschrieben.
• [Bedingungen für die Auswahl positionsbasierter Satelliten]
• (1) Pseudobereichsreste (hauptsächlich eine Vorhersage (bzw. Schätzung) eines Mehrwegfehlers) zwischen dem L1-Signal und dem L2C-Signal sind kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Wert.
• (2) Ein Elevationswinkel eines GNSS-Satelliten ist größer als oder gleich einem vorbestimmten Wert.
• (3) Ein Zustand, in dem die C/N-Werte des L1-Signals und des L2C-Signals höher als oder gleich einem vorbestimmten Wert sind, wird für eine vorbestimmte Epoche oder länger fortgesetzt.
• (4) Trägerphasen des L1-Signals und des L2C-Signals werden nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit oder länger beobachtet, nachdem ein Zyklusschlupf nicht beobachtet wurde.
• (5) Eine virtuelle Bezugsstation und eine Mobilstation haben gemeinsame Teile von Beobachtungsdaten von GNSS-Satelliten (diese Auswahlbedingung wird nur angewendet, wenn das Trägerphasenpositionierungsverfahren das VRS-Verfahren ist).
• (6) Eine Verzögerungszeit des Teils der Beobachtungsdaten an der virtuellen Bezugsstation ist kürzer als oder gleich einem vorbestimmten Zeitpunkt.
• (7) Die Anzahl der GNSS-Satelliten, die sowohl das L1-Signal als auch das L2C-Signal haben, ist größer als oder gleich einem vorbestimmten Wert (dieser Grund ist, dass GNSS-Satelliten mit zwei Frequenzen bevorzugt werden, um Pseudobereichsreste zu berechnen, indem der Einfluss ionosphärischer Verzögerungsfehler eliminiert wird).
• Wenn der Teil der Beobachtungsdaten nur eine Trägerphase umfasst, ist die Anzahl der Simultangleichungen zur Lösung der Unbekannten unzureichend. Da das Teil der Beobachtungsdaten in Ausführungsform 1 sowohl einen Pseudobereich als auch die Trägerphase umfasst, können die Unbekannten dagegen durch die erhöhte Anzahl gleichzeitiger Gleichungen gelöst werden.
• In Schritt S204 bestimmt das Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel 132 eine Alleinstehpositionslösung, die eine Fahrzeugposition und einen GNSS-Empfänger-Internen-Taktfehler enthält, basierend auf Pseudobereichen, die in den Teilen der Beobachtungsdaten von vier oder mehr GNSS-Satelliten enthalten sind, und der Sendeephemeride, die in dem Teil der Umlaufbahndaten gemäß dem Alleinstehpositionsverfahren enthalten ist.
• In Schritt S205 bestimmt die Satellitenpositionierungseinheit 13, ob die Anzahl der positionsbasierenden Satelliten größer oder gleich fünf ist und ob die Anzahl der simultanen Gleichungen größer ist als die Anzahl der Unbekannten. Wenn die Anzahl der positionsbasierenden Satelliten größer oder gleich fünf ist und die Anzahl der gleichzeitigen Gleichungen größer ist als die Anzahl der Unbekannten, fahren die Prozesse mit Schritt S206 fort. Wenn die Anzahl der positionsbasierenden Satelliten kleiner als fünf ist und die Anzahl der simultanen Gleichungen kleiner als die Anzahl der Unbekannten ist, fahren die Prozesse mit Schritt S211 fort.
• In Schritt S206 führt das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 Konvergenzberechnungen innerhalb der Epoche gemäß den folgenden Verfahren 1 bis 4 im VRS-Verfahren durch, um eine Schwebelösung und einen Trägerphasenbias zu bestimmen, die unbekannt sind. Der hier zu bestimmende Trägerphasenbias ist keine ungefähre Ganzzahl, sondern eine reale Zahl.
• [Prozedur 1]
• Die Schwebelösungsberechnungsmittel 133 erhalten durch die positionsbasierten Satellitenauswahlmittel 131 Bestimmungsergebnisse über den Hauptsatelliten und die untergeordneten Satelliten.
• [Prozedur 2]
• Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 berechnet die nachstehenden Gleichungen (1) bis (8), die im VRS-Verfahren für die Trägerphasen und die Pseudobereiche zu benutzen sind, die in den Teilen der Beobachtungsdaten der positionsbasierenden Satelliten enthalten sind.
  [Math 1] $$\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^1{}_{\text{A}}={\text{r}}^1{}_{\text{A}}+\text{C}\left(\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{A}}-\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1\right)-{\text{I}}^1{}_{\text{A}}+{\text{T}}^{\text{1}}{}_{\text{A}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^{\text{1}}{}_{\text{A}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{A}}\left[\text{m}\right]$$

  
• Diese Gleichung (1) ist eine Beobachtungsgleichung für Pseudowellenphasen auf einer Bezugsstation A und einem primären Satelliten, φ bezeichnet eine Trägerphase [Zyklus], r bezeichnet einen geometrischen Abstand zwischen dem Satelliten und der Bezugsstation A [m], C bezeichnet eine Lichtgeschwindigkeit [m/s], δt bezeichnet einen GNSS-Empfänger-Internen-Taktfehler [s], Δt bezeichnet einen Satelliten-Taktfehler [s], I bezeichnet einen ionosphärischen Verzögerungsfehler [m], T bezeichnet einen troposphärischen Verzögerungsfehler [m], A bezeichnet eine Wellenlänge [m/Zyklus], N bezeichnet einen Trägerphasenbias, und ε_φ bezeichnet einen Beobachtungsfehler der Trägerphase [m].
• Die „1“ oben rechts von z.B. φ bedeutet n = 1 und gibt die Daten des primären Satelliten an. In den später zu beschreibenden Gleichungen bedeutet „n“, z.B. oben rechts von φ, n = 2, 3, ..., was Teile der Daten der untergeordneten Satelliten angibt. In den später zu beschreibenden Gleichungen gibt „B“, das z.B. unten rechts von φ steht, die Daten einer Mobilstation B an. Die Position der Referenzstation A ist eine bekannte Zahl, während die Position der Mobilstation B unbekannt ist. In der folgenden Beschreibung können die Bezugsstation A und die Mobilstation B der Einfachheit halber gemeinsam als Empfänger bezeichnet werden.
• Die nachstehenden Gleichungen (2) und (3) erhält man durch Berechnung einer Differenz zwischen der Beobachtungsgleichung für die Bezugsstation A in Gleichung (1) und einer Beobachtungsgleichung für die Mobilstation B, die ähnlich wie Gleichung (1) repräsentiert wird, und unter Benutzung einer Näherung, dass ein ionosphärischer Verzögerungsfehler und ein troposphärischer Verzögerungsfehler der Bezugsstation A identisch sind mit einem ionosphärischen Verzögerungsfehler bzw. einem troposphärischen Verzögerungsfehler der Mobilstation B.
  [Math 2] $$\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^1{}_{\text{BA}}={\text{r}}^1{}_{\text{BA}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{BA}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^1{}_{\text{BA}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{BA}}$$

  

  
  [Math 3] $$\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}={\text{r}}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{BA}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{BA}}$$

  
• „BA", das z.B. rechts unten an φ angebracht ist, gibt Daten an, die durch Subtraktion von Daten der Bezugsstation A von Daten der Mobilstation B erhalten werden. φ¹ _BA gibt z.B. φ¹ _B - φ¹ _A an. φ, an dem „BA“ angebracht ist, wird als Beobachtungswert einer einzelnen Differenz zwischen Empfängern bezeichnet und gibt eine Pfaddifferenz an, die eine Differenz zwischen einem Pfad zwischen der Bezugsstation und einem Satelliten und einem Pfad zwischen der Mobilstation und dem Satelliten ist. Mit anderen Worten: Gleichung (2) gibt eine Pfaddifferenz an, die eine Differenz zwischen einem Pfad zwischen der Bezugsstation und dem Primärsatelliten (n = 1) und einem Pfad zwischen der Mobilstation und dem Primärsatelliten ist, und gibt eine einzelne Differenz zwischen den Empfängern in der Trägerphase auf dem Primärsatelliten (n = 1) an. Gleichung (3) gibt Pfaddifferenzen an, die Differenzen zwischen Pfaden zwischen der Bezugsstation und untergeordneten Satelliten (n = 2, 3, ...) und Pfaden zwischen der Mobilstation und den untergeordneten Satelliten sind, und gibt zwischen Empfängern einzelne Differenzen zwischen Trägerphasen auf den untergeordneten Satelliten (n = 2, 3, ...) an. Eine Differenz zwischen den Gleichungen (2) und (3) ergibt die folgende Gleichung (4).
  [Math 4] $$\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^{\text{ln}}{}_{\text{BA}}+{\text{r}}^{\text{ln}}{}_{\text{A}}={\text{r}}^{\text{ln}}{}_{\text{B}}+\mathrm{\lambda }\left({\text{N}}^1{}_{\text{BA}}-{\text{N}}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}\right)$$

  

  wobei $${\text{r}}^{\text{n}}{}_{\text{B}}={\left\{{\left({\text{x}}_{\text{B}}-{\text{x}}^{\text{n}}\right)}^2+{\left({\text{y}}_{\text{B}}-{\text{y}}^{\text{n}}\right)}^2+{\left({\text{z}}_{\text{B}}-{\text{z}}^{\text{n}}\right)}^2\right\}}^{1/2}$$

  

  (x_B, y_B, z_B) eine Position eines GNSS-Empfängers einer Mobilstation angibt, und
  (x_n, y_n, z_n) eine Position eines Satelliten n angibt.
• „In“ oben rechts von z.B. φ gibt Daten über eine Differenz zwischen Satelliten an, die durch Subtraktion von Daten über die einzelnen Differenzen zwischen Empfängern der untergeordneten Satelliten (n = 2, 3, ...) von Daten über die einzelne Differenz zwischen Empfängern des primären Satelliten (n = 1) erhalten werden. Zum Beispiel gibt φ¹ⁿ _BA den Wert φ¹ _BA - φⁿ _BA an und wird als Beobachtungswert einer doppelten Differenz bezeichnet.
• 4 stellt schematisch eine einfache Differenz und eine doppelte Differenz von Teilen der Beobachtungsdaten dar, die von der Satellitenpositionierungseinheit 13 zur Positionierung benutzt werden. Das VRS-Verfahren ist ein relatives Positionierungsverfahren zur Bestimmung einer relativen Position der Mobilstation B in Bezug auf die Bezugsstation A, deren Koordinaten bekannt sind, wie in 4 dargestellt. So bestimmt das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 als einzelne Differenzen SDR zwischen den Empfängern eine Wegdifferenz, die eine Differenz zwischen einem Abstand zwischen jedem Satelliten und der Bezugsstation A und einem Abstand zwischen dem Satelliten und der Mobilstation B ist. Dann bestimmt das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 als einen Beobachtungswert einer doppelten Differenz eine Differenz zwischen der einzelnen Differenz SDR zwischen den Empfängern eines primären Satelliten S1 und der einzelnen Differenz SDR zwischen den Empfängern eines untergeordneten Satelliten Sn.
• Die obigen Gleichungen (1) bis (4) sind Gleichungen über Trägerphasen. Die nachstehenden Gleichungen (5) bis (8) über Pseudobereiche gelten in ähnlicher Weise wie die obigen Gleichungen (1) bis (4).
  [Math 5] $${\mathrm{\rho }}^1{}_{\text{A}}={\text{r}}^1{}_{\text{A}}+\text{C}\left(\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{A}}-\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1\right)+{\text{I}}^1{}_{\text{A}}+{\text{T}}^1{}_{\text{A}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\rho }\text{A}}\left[\text{m}\right]$$

  

  
  [Math 6] $${\mathrm{\rho }}^1{}_{\text{BA}}={\text{r}}^1{}_{\text{BA}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{BA}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\rho }\text{BA}}$$

  

  
  [Mathe 7] $${\mathrm{\rho }}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}={\text{r}}^{\text{n}}{}_{\text{BA}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{BA}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\rho }\text{BA}}$$

  

  
  [Math 8] $${\mathrm{\rho }}^{\text{ln}}{}_{\text{BA}}+{\text{r}}^{\text{ln}}{}_{\text{A}}={\text{r}}^{\text{ln}}{}_{\text{B}}$$

  
• Gleichung (5) ist eine Beobachtungsgleichung für einen Pseudobereich zwischen der Bezugsstation A und dem primären Satelliten, ρ bezeichnet einen Pseudobereich [m]. ε_ρ bezeichnet einen Beobachtungsfehler des Pseudobereichs [m]
  und wird auch als Pseudobereichsrest bezeichnet. Die Gleichungen (6) und (7) erhält man durch Berechnung einer Differenz zwischen der Beobachtungsgleichung an der Bezugsstation A in Gleichung (5) und einer Beobachtungsgleichung an der Mobilstation B, die ähnlich wie Gleichung (5) ausgedrückt wird. Eine Differenz zwischen den Gleichungen (6) und (7) ergibt Gleichung (8).
• In Gleichung (4) für eine Trägerphase ist die linke Seite eine bekannte Zahl, und die rechte Seite ist eine Unbekannte. Somit gilt Gleichung (4) für so viele untergeordnete Satelliten wie es Satelliten gibt (d.h. n = 2, 3, ...). In ähnlicher Weise ist die linke Seite eine bekannte Zahl und die rechte Seite eine Unbekannte in Gleichung (8) für einen Pseudobereich. Somit gilt Gleichung (8) für so viele untergeordnete Satelliten wie es Satelliten gibt (d.h. n = 2, 3, ...).
• [Prozedur 3]
• Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 vergleicht ein Residuum, das eine Differenz zwischen einem Einzel-Differenz-Beobachtungswert und einem vorhersagenden Wert ist, mit einer Differenz zwischen einem Delta-Bereich und einer Bereichsrate, um einen Einzel-Differenz-Beobachtungsfehler zu berechnen. Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 kann den Einzel-Differenz-Beobachtungsfehler durch ein Berechnungsverfahren berechnen, das zum Beispiel in dem japanischen Patent Nr. 4988028 , dem japanischen Patent Nr. 5855249 oder dem japanischen Patent Nr. 6482720 beschrieben ist.
• [Prozedur 4]
• Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 führt Konvergenzberechnungen unter Verwendung eines erweiterten Kalman-Filters durch, der durch die folgenden Gleichungen (9) bis (13) angegeben ist, um eine Schwebelösung zu bestimmen, die eine Subjektfahrzeugposition, einen vorhergesagten Wert eines Trägerphasenbias und eine Beobachtungsfehler-Kovarianzmatrix umfasst.
  [Math 9] $$\begin{array}{l}{\text{x}}_{\text{k}}\left(\text{t}\right)={\left[{\text{O}}^{\text{T}},{\text{N}}_{\text{1}}{}^{\text{T}},{\text{N}}_{\text{2}}{}^{\text{T}}\right]}^{\text{T}}\hfill \\ \text{O}={\left[{\text{x}}_{\text{B}}\left(\text{t}\right),{\text{y}}_{\text{B}}\left(\text{t}\right),{\text{z}}_{\text{B}}\left(\text{t}\right)\right]}^{\text{T}}\hfill \\ {\text{N}}_{\text{i}}={\left[{\text{N}}^{\text{1}}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),{\text{N}}^{\text{2}}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),\cdot \cdot ,{\text{N}}^{\text{n}}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right)\right]}^{\text{T}}\hfill \end{array}\}$$

  

  
  [Math 10] $$\begin{array}{l}{\text{y}}_{\text{k}}\left(\text{t}\right)={\left[{\mathrm{\Phi }}_1{}^{\text{T}},{\mathrm{\Phi }}_2{}^{\text{T}},{\text{D}}_1{}^{\text{T}},{\text{D}}_2{}^{\text{T}}\right]}^{\text{T}}\hfill \\ {\mathrm{\Phi }}_{\text{i}}={\left[{\mathrm{\phi }}^{12}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),{\mathrm{\phi }}^{13}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),\cdot \cdot ,{\mathrm{\phi }}^{\text{ln}}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right)\right]}^{\text{T}}\hfill \\ {\text{D}}_{\text{i}}={\left[{\mathrm{\rho }}^{12}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),{\mathrm{\rho }}^{13}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right),\cdot \cdot ,{\mathrm{\rho }}^{\text{ln}}{}_{\text{BAi}}\left(\text{t}\right)\right]}^{\text{T}}\hfill \end{array}\}$$

  

  
  [Mathe 11] $$\begin{array}{l}{\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}={\text{Fx}}_{\text{k}}{}^{+}\hfill \\ {\text{P}}_{\text{k}}{}^{-}={\text{FP}}_{\text{k}}{}^{+}{\text{F}}^{\text{T}}+{\text{Q}}_{\text{k}}\hfill \\ \text{F}=\text{diag}\left(\mathrm{1,1,1,1,1,}\cdot \cdot \mathrm{,1}\right)\hfill \\ {\text{Q}}_{\text{k}}=\text{diag}\left({\mathrm{\delta }}_{\text{Bx}}{}^2,{\mathrm{\delta }}_{\text{By}}{}^2,{\mathrm{\delta }}_{\text{Bz}}{}^2\mathrm{,0,0,}\cdot \cdot \mathrm{,0}\right)\hfill \end{array}\}$$

  

  
  [Mathe 12] $$\begin{array}{l}{\text{x}}_{\text{k}}{}^{+}={\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}+{\text{K}}_{\text{k}}\left\{{\text{y}}_{\text{k}}-{\text{h}}_{\text{k}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)\right\}\hfill \\ {\text{P}}_{\text{k}}{}^{+}=\left\{\text{I}-{\text{K}}_{\text{k}}{\text{H}}_{\text{k}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)\right\}{\text{P}}_{\text{k}}{}^{-}\hfill \\ {\text{K}}_{\text{k}}={\text{P}}_{\text{k}}{}^{-}{\text{H}}_{\text{k}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right){\left\{{\text{H}}_{\text{k}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right){\text{P}}_{\text{k}}{}^{-}{\text{H}}_{\text{k}}{\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)}^{\text{T}}+{\text{R}}_{\text{v}}\right\}}^{-1}\hfill \\ {\text{h}}_{\text{k}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)={\left[{\text{h}}_{\mathrm{\Phi }\text{1}}{\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)}^{\text{T}},{\text{h}}_{\mathrm{\Phi }\text{2}}{\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)}^{\text{T}},{\text{h}}_{\mathrm{\rho }\text{1}}{\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)}^{\text{T}},{\text{h}}_{\mathrm{\rho }\text{2}}{\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)}^{\text{T}}\right]}^{\text{T}}\hfill \end{array}\}$$

  

  
  [Math 13] $$\begin{array}{c}\begin{array}{c}{\text{h}}_{\mathrm{\phi }\text{i}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)\left(\begin{array}{l}{\text{r}}^{\text{12}}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)+{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}\left({\text{N}}^{\text{1}}{}_{\text{BAi}}-{\text{N}}^{\text{2}}{}_{\text{BAi}}\right)\hfill \\ {\text{r}}^{\text{13}}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)+{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}\left({\text{N}}^{\text{1}}{}_{\text{BAi}}-{\text{N}}^{\text{3}}{}_{\text{BAi}}\right)\hfill \\ :\hfill \\ {\text{r}}^{\text{1n}}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)+{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}\left({\text{N}}^{\text{1}}{}_{\text{BAi}}-{\text{N}}^{\text{n}}{}_{\text{BAi}}\right)\hfill \end{array}\right)\\ {\text{h}}_{\mathrm{\rho }\text{i}}\left({\text{x}}_{\text{k}}{}^{-}\right)=\left(\begin{array}{l}{\text{r}}^{12}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)\hfill \\ {\text{r}}^{13}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)\hfill \\ :\hfill \\ {\text{r}}^{\text{1n}}{}_{\text{BA}}\left(\text{t}\right)\hfill \end{array}\right)\\ {\text{H}}_{\text{k}}=\left(\begin{array}{ccc}-\text{E}& {\text{L}}_{\text{1}}& 0\\ -\text{E}& 0& {\text{L}}_2\\ -\text{E}& 0& 0\\ -\text{E}& 0& 0\end{array}\right)\\ \text{E}=\left(\begin{array}{ccc}-\text{sin}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& \text{cos}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& 0\\ -\text{sin}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\text{cos}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& -\text{sin}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\text{sin}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& \text{cos}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\\ \text{cos}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\text{cos}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& \text{cos}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\text{sin}{\mathrm{\lambda }}_{\text{B}}& \text{sin}{\mathrm{\phi }}_{\text{B}}\end{array}\right)\\ {\text{L}}_{\text{i}}=\left(\begin{array}{cccc}{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}& -{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}& 0& 0\\ {\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}& 0& -{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}& 0\\ :& :& :& :\\ {\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}& 0& 0& -{\mathrm{\lambda }}_{\text{i}}\end{array}\right)\end{array}\\ \begin{array}{l}{\text{R}}_{\text{v}}=\text{diag}\left[{\text{R}}_{\mathrm{\phi }\text{1}},{\text{R}}_{\mathrm{\phi }\text{2}},{\text{R}}_{\mathrm{\rho }\text{1}},{\text{R}}_{\mathrm{\rho }\text{1}}\right]\\ {\text{R}}_{\mathrm{\phi }\text{i}}=\text{diag}\left\{{\left({\mathrm{\sigma }}^1{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^1{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2,{\left({\mathrm{\sigma }}^2{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^2{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2,\cdot \cdot ,{\left({\mathrm{\sigma }}^{\text{n}}{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^{\text{n}}{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2\right\}\\ {\text{R}}_{\mathrm{\rho }\text{i}}=\text{diag}\left\{{\left({\mathrm{\sigma }}^1{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^1{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2,{\left({\mathrm{\sigma }}^2{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^2{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2,\cdot \cdot ,{\left({\mathrm{\sigma }}^{\text{n}}{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Ai}}\right)}^2+{\left({\mathrm{\sigma }}^{\text{n}}{}_{\mathrm{\epsilon \phi }\text{Bi}}\right)}^2\right\}\end{array}\end{array}\}$$

  
• Gleichung (9) gibt eine Unbekannte einer Schwebelösung an, die den rechten Seiten der Gleichungen (4) und (8) entspricht, und ist äquivalent zu einem Zustand des erweiterten Kalman-Filters. In Gleichung (9) gibt i = 1 ein L1-Signal und i = 2 ein L2C-Signal an. Gleichung (10) gibt eine bekannte Zahl einer Schwebelösung an, die den linken Seiten der Gleichungen (4) und (8) entspricht, und ist äquivalent zu einer Beobachtungsgröße des erweiterten Kalman-Filters.
• Gleichung (11) entspricht einem Ausbreitungsschritt (auch als Vorhersageschritt bezeichnet) des erweiterten Kalman-Filters und ist eine Gleichung zur Vorhersage eines Zustands von einem bestimmten Zeitpunkt zum nächsten Zeitpunkt durch eine lineare Approximation. Der in der Prozedur 3 bestimmte Differenz-Beobachtungsfehler wird als ein Element von Q_k angewendet. Gleichung (12) entspricht einem Aktualisierungsschritt (auch als Filterungsschritt bezeichnet) des erweiterten Kalman-Filters und ist eine Gleichung zur Aktualisierung eines aktuellen Zustands durch Vergleich zwischen einem vorhergesagten Zustand und der Beobachtung. Gleichung (13) ist eine Gleichung zum Ausdrücken beispielsweise der Kovarianzmatrix des Beobachtungsfehlers, angegeben durch Gleichung (12).
• Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 ist konfiguriert, um eine Schwebelösung pro Epoche zu bestimmen, wenn vordefinierte Berechnungsbedingungen (z.B. die Bedingungen in den Schritten S202 und S205 in 2) erfüllt sind, unabhängig davon, ob das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt.
• In Schritt S207 bestimmt das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134, ob die Suche nach einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit, d.h. einer Mehrdeutigkeit der positionsbasierenden Satelliten, notwendig ist. Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 gemäß Ausführungsform 1 bestimmt, dass die Suche nach einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit notwendig ist, wenn einer der Punkte (1) und (2) zutrifft: (1) die L1 und die L2C, die von den positionsbasierenden Satelliten benutzt werden, unterliegen einem Zyklusschlupf; und (2) die ganzzahlige Mehrdeutigkeit der L1 und der L2C, die von den positionsbasierenden Satelliten benutzt werden, wurde noch nicht berechnet. Wenn das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 bestimmt, dass die Suche nach einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit notwendig ist, fahren die Prozesse mit Schritt S208 fort. Wenn das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 bestimmt, dass die Suche nach einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit nicht erforderlich ist, fahren die Prozesse mit Schritt S210 fort.
• In Schritt S208 sucht das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 nach Kandidatenpunkten für eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit von Trägerphasen, d.h. eine Mehrdeutigkeit, basierend auf dem Trägerphasenbias, repräsentiert durch die reale Zahl der Schwebelösung.
• Das einfache Runden des durch die reelle Zahl repräsentierten Trägerphasenbias, um eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit zu bestimmen, führt hier aufgrund einer im Suchraum angegebenen starken Korrelation zu einem falschen Wert, und die Genauigkeit der Positionierung nimmt ab. Daher sucht das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 nach einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit gemäß den folgenden Prozeduren 1 bis 4 im LAMBDA-Verfahren.
• [Prozedur 1]
• Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 dekorreliert eine Mehrdeutigkeit so weit wie möglich unter Nutzung des Trägerphasenbias, repräsentiert durch die reale Zahl der Schwebelösung und einer Kovarianzmatrix. Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 dekorreliert die Mehrdeutigkeit beispielsweise, indem es eine Fehlerkovarianzmatrix des erweiterten Kalman-Filters unter Nutzung einer orthogonalen Matrix so weit wie möglich diagonalisiert.
• [Prozedur 2]
• Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 berechnet eine z-Transformationsmatrix durch Wiederholung der LDL^T-Zerlegung und der UDU^T-Zerlegung an dem in der Prozedur 1 erhaltenen Ergebnis.
• [Prozedur 3]
• Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 definiert einen Suchraum (z.B. ein Ellipsoid) einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit basierend auf dem in der Prozedur 2 erhaltenen Ergebnis und sucht nach einer Vielzahl von Kandidatenpunkten für die ganzzahlige Mehrdeutigkeit, die in dem Suchraum umfasst sind.
• [Prozedur 4]
• Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 definiert einen engen neuen Suchraum basierend auf der in der Prozedur 3 erhaltenen Vielzahl von Kandidatenpunkten und sucht nach einer Vielzahl von Kandidatenpunkten für eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit, die in dem Suchraum umfasst sind. Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 wiederholt die Prozedur 4, bis die Anzahl der Kandidatenpunkte für eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit zwei beträgt. Die Verarbeitung kann bis zu einer Vielzahl von Epochen dauern, bis die Anzahl der Kandidatenpunkte für eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit zwei beträgt.
• In Schritt S209 testet das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 die Kandidatenpunkte für eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit, die durch die Suche in Schritt S208 erhalten worden sind. Das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 gemäß Ausführungsform 1 berechnet ein Verhältnis der Summe der Quadrate der zweiten Kandidatenresiduen zu der Summe der Quadrate der ersten Kandidatenresiduen. Der Zähler dieses Verhältnisses ist der zweite Kandidat, und der Nenner ist der erste Kandidat. Wenn das Verhältnis höher als oder gleich einer Schwelle ist, bestimmt das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134, dass der Test passiert ist und stellt den ersten Kandidaten auf eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit ein. Dann fahren die Prozesse mit Schritt S210 fort. Wenn das Verhältnis niedriger ist als die Schwelle, bestimmt das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134, dass der Test nicht bestanden wurde, und die Prozesse fahren mit Schritt S211 fort.
• In Schritt S210 führt das Fixlösungsberechnungsmittel 135 Konvergenzberechnungen innerhalb der Epoche unter Nutzung der ganzzahligen Mehrdeutigkeit, die den Test passiert hat, und des erweiterten Kalman-Filters, angegeben durch die Gleichungen (9) bis (13), durch, um eine Fixlösung zu bestimmen.
• In Schritt S211 stellt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 einen beliebigen Satz aus der Alleinstehpositionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung in der letzten Epoche angibt, als einen Positionierungslösungsstatus ein. Dem Positionslösungsstatus wird bitweise ein Flag zugeordnet, das das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der jeweiligen Positionslösung angibt. Es kann eine Vielzahl von Positionslösungen gleichzeitig vorhanden sein. Alternativ kann keine der Positionslösungen vorhanden sein (d.h. es können nur Nichtpositionierungslösungen vorhanden sein).
• Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 sagt einen Positionierungsfehler der Schwebelösung gemäß einer ersten Gleichung voraus, basierend auf einem Teil von Beobachtungsdaten, die eine Korrelation mit einem tatsächlichen Fehler der Schwebelösung aufweisen, und internen Daten zur Positionierungsberechnung. Die erste Gleichung ist eine Gleichung, die eine Beziehung zwischen dem Teil der Beobachtungsdaten, den internen Daten und dem Positionierungsfehler der Schwebelösung repräsentiert. Die internen Daten entsprechen Informationen über mindestens einen der folgenden Punkte: die Anzahl der Satelliten mit nur einer Frequenz und der Satelliten mit zwei Frequenzen, eine Konstellation von positionsbasierten Satelliten, Beobachtungszustände der positionsbasierten Satelliten, eine Subjektfahrzeuggeschwindigkeit, eine verstrichene Zeit nach dem Empfang der Positionierungsaugmentationsdaten, ein Beobachtungsfehler des erweiterten Kalman-Filters, eine Fehlerkovarianz des erweiterten Kalman-Filters oder ein konvergierter Status der Schwebelösung.
• Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 lernt die erste Gleichung auch durch maschinelles Lernen, basierend auf dem Teil der Beobachtungsdaten, den internen Daten und dem tatsächlichen Fehler der Schwebelösung, der beispielsweise durch Nachbearbeitung unter Benutzung elektronischer Bezugspunkte berechnet wird. Die Parameter der ersten Gleichung können nicht nur den Teil der Beobachtungsdaten und die internen Daten umfassen, sondern auch den tatsächlichen Fehler der Schwebelösung und die Residuen des Teils der Beobachtungsdaten, oder sie können auf die internen Daten beschränkt sein. 5 stellt eine beispielhafte Beziehung der Schwebelösung zwischen einem von den Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemitteln 136 vorhergesagten Fehler und dem tatsächlichen Fehler dar. Die grade Linie in 5 repräsentiert eine ideale Beziehung zwischen dem Vorhersagefehler und dem tatsächlichen Fehler.
• In ähnlicher Weise sagt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 einen Positionierungsfehler der Fixlösung gemäß einer zweiten Gleichung voraus, basierend auf einem Teil von Beobachtungsdaten, die eine Korrelation mit einem tatsächlichen Fehler der Fixlösung und internen Daten zur Positionierungsberechnung aufweisen. Die zweite Gleichung ist eine Gleichung, die eine Beziehung zwischen dem Teil der Beobachtungsdaten, den internen Daten und dem Positionierungsfehler der Fixlösung repräsentiert. Diese internen Daten können identisch mit den vorgenannten internen Daten sein.
• Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 lernt die zweite Gleichung ebenfalls durch maschinelles Lernen, basierend auf dem Teil der Beobachtungsdaten, den internen Daten und dem tatsächlichen Fehler der zu berechnenden Positionslösung, beispielsweise durch Nachbearbeitung unter Benutzung elektronischer Bezugspunkte. Die Parameter der zweiten Gleichung können nicht nur den Teil der Beobachtungsdaten und die internen Daten umfassen, sondern auch den tatsächlichen Fehler der Fixlösung und die Residuen der Beobachtungsdaten, oder sie können auf die internen Daten beschränkt sein. 6 stellt eine beispielhafte Beziehung der Fixlösung zwischen einem von den Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemitteln 136 vorhergesagten Fehler und dem tatsächlichen Fehler dar. Die grade Linie in 6 repräsentiert eine ideale Beziehung zwischen dem Vorhersagefehler und dem tatsächlichen Fehler.
• Wie oben beschrieben, bestimmt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 in Schritt S211 einen Positionierungsfehler der Schwebelösung und der Fixlösung pro Epoche. Nach Schritt S211 kehren die Prozesse zu Schritt S201 zurück.
• [Zusammenfassung von Ausführungsform 1]
• Da die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 einen Positionierungsfehler einer Positionslösung pro Epoche vorhersagen kann, kann die Positionierungsvorrichtung in geeigneter Weise fehlerhafte Fixlösungen erkennen, bei denen die aus einer Fixlösung erhaltene Subjektfahrzeugposition auf Metergenauigkeit abnimmt, und eine Fixlösung entsprechend der Intensität des Zweifels an der Abnahme der Genauigkeit benutzen. In ähnlicher Weise kann die Positionierungsvorrichtung auch eine Schwebelösung auswählen und benutzen, die mit der gewünschten Positionslösung abgleicht, und erhöht die Verfügbarkeit von Schwebelösungen und Fixlösungen. Folglich ist die Zentimeterpositionierung in Automobilanwendungen verfügbar.
• Die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 macht die primäre Auswahl der Auswahl von vorläufigen positionsbasierenden Satelliten, deren Kommunikationsqualität höher als oder gleich der ersten Schwelle ist, basierend auf mindestens einem der ersten Pseudobereichsreste oder der zweiten Pseudobereichsreste. Wenn die Anzahl der Teile der Beobachtungsdaten der vorläufigen positionsbasierten Satelliten eine Schwelle überschreitet, macht die Positionierungsvorrichtung die sekundäre Auswahl der positionsbasierten Satelliten, deren Kommunikationsqualität höher oder gleich einer zweiten Schwelle ist, die höher als die erste Schwelle ist. Dies ermöglicht es der Positionierungsvorrichtung, die Positionierungssignale auf zwei Frequenzen hat, eine Mehrwegewirkung auf Pseudobereiche angemessen zu berechnen, indem sie den Einfluss von ionosphärischen Verzögerungsfehlern, die in Pseudobereichsresten enthalten sind, eliminiert. Da die Positionierungsvorrichtung als Ergebnis die Pseudobereichsreste unter Berücksichtigung der Mehrwegewirkung berechnen kann, wird die Genauigkeit der Schwebelösungen und Fixlösungen verbessert. Darüber hinaus kann die Vorrichtung die Wirkung des Mehrwegeffekts auf die Pseudobereiche eines GPS-Satelliten der vorherigen Generation, der nur das L1-Signal benutzt, und eines GNSS-Satelliten (z.B. eines Galileo-Satelliten), der kein anderes Positionierungssignal als den GPS-Satelliten benutzt, in geeigneter Weise berechnen. Da die Positionierungsvorrichtung als Ergebnis die Pseudobereichsreste berechnen kann, die der Mehrwegewirkung unterliegen, werden die Positionierungsraten und die Verfügbarkeit von Schwebelösungen und Fixlösungen an einem Ort mit einer geringeren Anzahl positionsbasierter Satelliten erhöht. Selbst in einer Umwelt mit offenem Himmel, in der Positionierungssignale hoher Qualität empfangen werden können, die größer oder gleich den Teilen der Beobachtungsdaten sind, die zum Erreichen der Genauigkeit erforderlich sind, kann die Positionierungsvorrichtung bevorzugt Pseudobereiche hoher Qualität bis zur oberen Grenze der Anzahl der Teile der Beobachtungsdaten auswählen. Auf diese Weise kann eine Nutzungsrate und eine Betriebszeit einer für die Positionierung zu benutzenden CPU reduziert werden.
• Die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 lernt die erste Gleichung, die einen Zusammenhang zwischen einem Positionierungsfehler einer Schwebelösung und Informationen über mindestens eine Konstellation von positionsbasierenden Satelliten, einen verstrichenen Zeitpunkt nach Empfang der Positionierungsaugmentationsdaten, Beobachtungsdaten der positionsbasierenden Satelliten oder einen konvergierten Zustand der Schwebelösung repräsentiert, und lernt die zweite Gleichung, die einen Zusammenhang zwischen einem Positionierungsfehler einer Fixlösung und den Informationen repräsentiert. Da dadurch verhindert werden kann, dass ein Vorhersagefehler zu klein oder zu groß wird, kann die Zuverlässigkeit des Vorhersagefehlers erhöht und die Verfügbarkeit von Schwebelösungen und Fixlösungen gesteigert werden.
• [Modifikation 1]
• In Schritt S203 von 2 bestimmt das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131 die ersten Pseudobereichsreste basierend auf empfangenen Positionierungssignalen und bestimmt die zweiten Pseudobereichsreste, wenn sowohl das L1-Signal als auch das L2C-Signal auf zwei Frequenzen empfangen werden. Die positionsbasierten Satellitenauswahlmittel 131 können die Pseudobereichsreste jedoch auch in anderen Berechnungsverfahren als dem vorgenannten Verfahren bestimmen.
• [Modifikation 2]
• In Schritt S211 von 2 lernt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 die erste Gleichung und die zweite Gleichung. Der Schritt S211 ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Satellitenpositionierungsfehler-Vorhersagemittel 136 ein Positionierungsergebnis, wie eine Fixlösung, die von einer externen Positionierungsvorrichtung bestimmt wird, die einen tatsächlichen Fehler in Echtzeit mit hoher Genauigkeit (z.B. Zentimetergenauigkeit) messen kann, empfangen und die erste Gleichung und die zweite Gleichung basierend auf Daten zur Berechnung eines Vorhersagefehlers, einschließlich eines Teils der Beobachtungsdaten, die eine Korrelation mit einem tatsächlichen Fehler und internen Daten zur Positionierungsberechnung aufweisen, und des empfangenen Positionierungsergebnisses anpassen. Da diese Konfiguration einen Vorhersagefehler in besserer Übereinstimmung mit einem tatsächlichen Fehler in einer automontierten Umwelt, zum Beispiel auf einer Straße, durch die das Subjektfahrzeug fährt, berechnen kann, kann die Zuverlässigkeit des Vorhersagefehlers verbessert werden.
• [Modifikation 3]
• In Schritt S211 von 2 sagt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 einen Positionierungsfehler sowohl der Schwebelösung als auch der Fixlösung basierend auf dem Teil der Beobachtungsdaten, der eine Korrelation mit einem tatsächlichen Fehler aufweist, und den internen Daten zur Positionierungsberechnung gemäß der ersten Gleichung und der zweiten Gleichung voraus. Der Schritt S211 ist nicht darauf beschränkt.
• In den automontiert angeordneten Umgebungen, in denen die Umgebungen für den Empfang von Satellitenfunk aufgrund des Einflusses von Strukturen in der Nähe von Straßen oder Bäumen usw. stark variieren können, ist es beispielsweise schwierig, einen Positionierungsfehler, der in seiner Ebene mit dem tatsächlichen Fehler identisch ist, durch die oben erwähnte Vorhersage vorherzusagen. Daher kann das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 die erste Gleichung und die zweite Gleichung so anpassen, dass der Positionierungsfehler größer ist als der tatsächliche Fehler, um der Sicherheit in diesen Umgebungen Vorrang zu geben. Da es die Verfügbarkeit von Fixlösungen verringert, wenn der Positionierungsfehler unnötigerweise größer als der tatsächliche Fehler gemacht wird, passt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 vorzugsweise die erste Gleichung und die zweite Gleichung so an, dass der Positionierungsfehler nicht unnötigerweise zu groß als der tatsächliche Fehler ist.
• Darüber hinaus sind die Daten und das Berechnungsverfahren, die für die erste Gleichung und die zweite Gleichung zu benutzen sind, nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Da ein Bereich des tatsächlichen Fehlers der Schwebelösung in 5 insbesondere größer ist als der des tatsächlichen Fehlers der Fixlösung in 6, kann eine Anpassung der ersten Gleichung, sodass der Vorhersagefehler der Schwebelösung angemessen ist, eine Zielgenauigkeit der Positionierungsvorrichtung unter Berücksichtigung sowohl der Verfügbarkeit als auch der Sicherheit bestimmen.
• [Modifikation 4]
• 7 stellt die erneute Suche nach einer Mehrdeutigkeit (d.h. einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit) dar, wenn falsche Fixlösungen erzeugt werden. 7 stellt ein Subjektfahrzeug 1, Fixlösungen 2, Vorhersagefehler 3 der Fixlösungen und eine Fahrtroute 5 des Subjektfahrzeugs 1 dar. 7 stellt dar, dass der Vorhersagefehler umso größer ist, je größer der Kreis des Vorhersagefehlers 3 der Fixlösung ist. Wenn das Subjektfahrzeug 1, das durch eine niedrige Straße auf einer Hochstraße fährt, eine Kreuzung 4 mit der Hochstraße passiert, nehmen die Vorhersagefehler 3 der Fixlösungen zu.
• Wenn hier bestimmt wird, dass die ganzzahlige Mehrdeutigkeit den Test bestanden hat, bestimmt das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 gemäß Ausführungsform 1 keine neue ganzzahlige Mehrdeutigkeit während einer nicht anwendbaren Periode. Die nicht anwendbare Periode ist eine Periode von dem Zeitpunkt, an dem eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem Funkwellen von positionsbasierenden Satelliten unterbrochen oder abgeschirmt werden, oder eine Periode von dem Zeitpunkt, an dem eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem Kombinationen von positionsbasierenden Satelliten aktualisiert werden. Somit bestimmt das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 keine neue ganzzahlige Mehrdeutigkeit, selbst wenn falsche Fixlösungen erzeugt werden, wie in 7 (a) dargestellt.
• So kann das Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134 eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit während der nicht anwendbaren Periode bestimmen, wenn ein Positionierungsfehler einer Fixlösung größer als eine erste Schwelle ist und Pseudobereichsreste von positionsbasierenden Satelliten kleiner als eine zweite Schwelle sind. Eine solche Konfiguration kann die Fixlösung früher und zuverlässiger zu einer normalen Lösung zurückführen, wie in 7 (b) dargestellt.
• [Ausführungsform 2]
• Eine Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 wendet anstelle des Trägerphasenpositionierungsverfahrens gemäß Ausführungsform 1 ein Trägerphasenpositionierungsverfahren wie ein PPP-RTK-Verfahren an, bei dem nur eine Mobilstation eine RTK-Positionierung zur Vermessung durchführen kann, ohne Teile von Beobachtungsdaten einer Bezugsstation zu benutzen. In Japan wird ein Positionierungserweiterungsdienst für PPP-RTK-Positionierung, der als „Zentimeter-Ebenen-Erweiterungsdienst (GLAS)“ bezeichnet wird, als nationale Infrastruktur von der Regierung kostenlos bereitgestellt.
• Beim PPP-RTK-Verfahren werden die Positionierungsfehler der Satelliten in Satellitenbahnfehler, Satellitenuhrfehler, Mehrdeutigkeitsfehler des Satellitensignals, ionosphärische Verzögerungsfehler, troposphärische Verzögerungsfehler, Empfängeruhrfehler und Mehrwegfehler unterteilt. Darüber hinaus repräsentiert das PPP-RTK-Verfahren globale Fehler der Satellitenpositionierung (z.B. Satellitenbahnfehler, Satellitenuhrfehler und Mehrdeutigkeit des Satellitensignals) richtiger. Quasi-Zenit-Satelliten, die Positionierungsaugmentationssatelliten sind, verteilen lokale Fehler (z.B. ionosphärische Verzögerungsfehler und troposphärische Verzögerungsfehler) als Positionierungsaugmentationssignale von Positionierungsaugmentationsdaten. Dieses PPP-RTK-Verfahren erlaubt eine hochgenaue Zentimeterpositionierung unter freiem Himmel.
• Die Quasi-Zenit-Satelliten haben Bedingungen hinsichtlich der Datenübertragungskapazität. Die Positionierungsaugmentationsdaten werden durch Dezimierung eines GNSS-basierten Regelungsnetzes (ein Quadrat von ca. 20 km) des Geographischen Vermessungsinstituts zu Daten eines Quadrats von ca. 60 km komprimiert. Die Positionierungsaugmentationsdaten werden basierend auf der Dynamik dezimiert, wobei globale Fehler als gemeinsamer Nenner benutzt werden, um eine Genauigkeit im Zentimeterbereich zu erreichen. Die Größenordnung der lokalen Fehler wird durch Modellierung der Raumverteilung reduziert, was zu den komprimierten Daten führt.
• 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Positionierungsvorrichtung mit dem GLAS gemäß Ausführungsform 2 darstellt. Unter den Bestandteilen gemäß Ausführungsform 2 werden die identischen oder ähnlichen Bestandteile wie die oben beschriebenen durch identische oder ähnliche Bezugsziffern bezeichnet, und die verschiedenen Bestandteile werden im Folgenden hauptsächlich beschrieben.
• Der Betrieb des Positionierungsaugmentationssignalempfängers 12, des Schwebelösungsberechnungsmittels 133 und des Fixlösungsberechnungsmittels 135 in Ausführungsform 2 unterscheidet sich von dem in Ausführungsform 1.
• Die Augmentationssignale für die Positionierung im PPP-RTK-Verfahren werden durch einen Standard definiert, der als Compact-SSR bezeichnet wird. Die Positionierungsaugmentationsdaten werden in vorbestimmte Mitteilungen aufgeteilt und von den Quasi-Zenit-Satelliten als Positionierungsaugmentationssignale wie L6-Signale gesendet. Die Positionierungsaugmentationsdaten umfassen einen Satelliten-Umlaufbahnfehler, einen Satelliten-Taktfehler, einen Satelliten-Code-Bias, einen Satelliten-Phasen-Bias, einen Satelliten-Code-Phasen-zu-Phasen-Bias, STEC-Korrekturdaten, Netz-Korrekturdaten, Troposphären-Korrekturdaten und die entsprechenden Daten, die alle Ursachen für Positionierungsfehler sind.
• Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 empfängt Positionierungsaugmentationssignale, die in einem vorbestimmten Zyklus von den Quasi-Zenit-Satelliten, die Positionierungsaugmentationssatelliten sind, ausgestrahlt werden, um die Positionierungsaugmentationsdaten zu erhalten, im Gegensatz zu dem gemäß Ausführungsform 1. Das Schwebelösungsberechnungsmittel 133 bestimmt eine Schwebelösung, die eine Subjektfahrzeugposition und einen Trägerphasenbias gemäß dem Trägerphasenpositionierungsverfahren wie dem PPP-RTK-Verfahren enthält, basierend auf den Zeitdaten, den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten und den Positionierungsaugmentationsdaten des CLAS. Das Fixlösungsberechnungsmittel 135 bestimmt eine Fixlösung basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten des GLAS und der ganzzahligen Mehrdeutigkeit gemäß dem Trägerphasenpositionierungsverfahren wie dem PPP-RTK-Verfahren.
• [Betriebe]
• Als nächstes werden die Betriebe der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Die Betriebsabläufe der Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 unterscheiden sich von denen gemäß Ausführungsform 1 in dem Prozess von Schritt S206 von 2, der von den Schwebelösungsberechnungsmitteln 133 betrieben wird, und dem Prozess in Schritt S210, der von den Fixlösungsberechnungsmitteln 135 betrieben wird.
• Die Schwebelösungsberechnungsmittel 133 und die Fixlösungsberechnungsmittel 135 berechnen grundlegende Beobachtungsgleichungen unter Verwendung der Positionierungsaugmentationsdaten und eines Fehlermodells des GLAS gemäß dem PPP-RTK-Verfahren unter Benutzung von Teilen der Beobachtungsdaten der Mobilstation anstelle der Teile der Beobachtungsdaten einer Bezugsstation. Die grundlegenden Gleichungen für die Beobachtung bestimmen die einzelnen Differenzen zwischen den Empfängern zwischen den Phasen und zwischen den Pseudobereichen eines primären und eines untergeordneten Satelliten und werden durch die Gleichungen (14) und (15) ausgedrückt.
  [Math 14] $$\begin{array}{c}\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^1{}_{\text{B}}={\text{r}}^1{}_{\text{B}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{B}}-\text{C}\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1-{\text{I}}^1{}_{\text{B}}+{\text{T}}^1{}_{\text{B}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^1{}_{\text{B}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{B}}\\ -\left\{-\mathrm{\lambda }{\mathrm{\phi }}^1{}_{\text{A}}+{\text{r}}^1{}_{\text{A}}+\text{C}\left(\mathrm{\phi }{\text{t}}_{\text{A}}-\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1\right)-{\text{I}}^1{}_{\text{A}}+{\text{T}}^1{}_{\text{A}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^1{}_{\text{A}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{A}}\right\}\end{array}$$

  

  
  [Math 15] $$\begin{array}{c}{\mathrm{\rho }}^1{}_{\text{B}}={\text{r}}^1{}_{\text{B}}+\text{C}\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{B}}-\text{C}\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1-{\text{I}}^1{}_{\text{B}}+{\text{T}}^1{}_{\text{B}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\phi }\text{B}}\\ -\left\{-{\mathrm{\rho }}^1{}_{\text{A}}+{\text{r}}^1{}_{\text{A}}+\text{C}\left(\mathrm{\delta }{\text{t}}_{\text{A}}-\mathrm{\Delta }{\text{t}}^1\right)-{\text{I}}^1{}_{\text{A}}+{\text{T}}^1{}_{\text{A}}+\mathrm{\lambda }{\text{N}}^1{}_{\text{A}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{\rho }\text{A}}\right\}\end{array}$$

  
• Gleichung (14) und Gleichung (15) ergeben eine Phasendifferenz bzw. eine Pseudobereichsdifferenz zwischen den Empfängern, ohne die Teile der Beobachtungsdaten der Bezugsstation zu benutzen. Die Gleichungen für die tatsächlich zu benutzenden Differenzen zwischen den Empfängern wurden unter Bezugnahme auf die Benutzerschnittstelle und die Beispielcodes (GLAS LIB) des GLAS entworfen, die öffentlich zugänglich sind, um die Nutzung des GLAS zu verbreiten, obwohl die detaillierte Beschreibung ausgelassen wird. Zwischen-Satelliten-Doppeldifferenzen zwischen Phasen und zwischen Pseudobereichen auf einem Primärsatelliten und untergeordneten Satelliten sind Differenzen von Zwischen-Empfängern-Einzel-Differenzen auf dem Primärsatelliten und den untergeordneten Satelliten, und sind identisch mit denen im VRS-Verfahren und dem RTK-Verfahren, die in Ausführungsform 1 beschrieben sind.
• [Zusammenfassung von Ausführungsform 2]
• Die oben beschriebene Ausführungsform 2 kann die gleichen Vorteile wie die gemäß Ausführungsform 1 erbringen. Ausführungsform 2 kann eine Schwebelösung und eine Fixlösung bestimmen, indem sie die Positionierungsaugmentationssignale wie die L6-Signale von den Quasi-Zenit-Satelliten empfängt, die Positionierungsaugmentationssatelliten sind. Auf diese Weise können die Betriebskosten einschließlich der Kommunikationskosten gesenkt werden. Die inländische Abdeckung der Quasi-Zenith-Satelliten ist groß, und die Zugangspunkte müssen nicht gewechselt werden, wenn man über weite Gebiete fährt. Somit kann eine Positionierungsvorrichtung ohne Rücksicht auf die Zugangspunkte entworfen werden.
• [Modifikation]
• Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 gemäß Ausführungsform 2 empfängt Positionierungsaugmentationssignale von Positionierungsaugmentationssatelliten, was jedoch nicht auf diese beschränkt ist. Wie in 9 dargestellt, kann der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 beispielsweise über die Internetverbindung 12a mit einem Server eines Positionierungsaugmentationsdatenverteilers (nicht bereitgestellt) verbunden sein. Der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 authentifiziert sich bei der Verbindung an einem vorgegebenen Zugangspunkt. Dann kann der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12 von dem verbundenen Server die Positionierungsaugmentationssignale einschließlich der Positionierungsaugmentationsdaten im PPP-RTK-Verfahren in einem vorbestimmten Zyklus empfangen. Auch eine solche Ausführungsform kann die gleichen Vorteile wie die gemäß Ausführungsform 1 erbringen.
• [Ausführungsform 3]
• 10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt. Unter den Bestandteilen gemäß Ausführungsform 3 werden die identischen oder ähnlichen Bestandteile wie die oben beschriebenen durch identische oder ähnliche Bezugsziffern bezeichnet, und die verschiedenen Bestandteile werden im Folgenden hauptsächlich beschrieben.
• Die Ausführungsform 3 ist identisch mit einer Konfiguration, die durch Hinzufügen einer hybriden Ortungseinheit 14 zu derjenigen gemäß Ausführungsform 2 erhalten wird.
• Die Konfiguration der Satellitenpositionierungseinheit 13 ist nahezu identisch mit derjenigen gemäß Ausführungsform 2. Wenn eine Schwebelösung oder eine Fixlösung bestimmt wird, sagt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 gemäß Ausführungsform 3 einen Positionierungsfehler einer alleinstehenden Positionslösung voraus, basierend auf einem Positionierungsfehler der Schwebelösung oder der Fixlösung und einer Differenz zwischen der Schwebelösung oder der Fixlösung und der Alleinstehpositionslösung.
• Die Hybridpositionierungseinheit 14 umfasst einen Geschwindigkeitssensor 141, ein Entfernungsmessungsmittel 142, ein Geschwindigkeitssensorkorrekturmittel 143, einen Winkelgeschwindigkeitssensor 144, ein Gierratenwinkelmessungsmittel 145, ein Winkelgeschwindigkeitssensorkorrekturmittel 146, ein Koppelnavigationsmittel 147, ein Hybridpositionierungsmittel 148 und ein Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149.
• Der Geschwindigkeitssensor 141 gibt ein Impulssignal aus, das einem Bewegungsabstand des Subjektfahrzeugs entspricht. Das Entfernungsmessungsmittel 142 bestimmt den sich bewegenden Abstand und die Geschwindigkeit aus der Anzahl der Impulse des Geschwindigkeitssensors 141, die in jedem vorbestimmten Zyklus gemessen werden. Die Geschwindigkeitssensorkorrekturmittel 143 bestimmen einen Skalierungsfaktor (einen SF-Koeffizienten), der einen Abstand pro Impulsausgabe des Geschwindigkeitssensors 141 repräsentiert.
• Der Winkelgeschwindigkeitssensor 144 addiert zu einem 0-Punkt-Ausgang ein Signal, das einer Winkelgeschwindigkeit (z.B. einer Gierrate) in Bezug auf eine vertikale Richtung des Subjektfahrzeugs als Sensorerfassungsachse entspricht, um den 0-Punkt-Ausgang auszugeben. Das Gierratenwinkelmessmittel 145 bestimmt einen Gierratenwinkel aus der Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors 144, der mit einem vorgegebenen Zeitpunkt gemessen wird. Das Winkelgeschwindigkeitssensorkorrekturmittel 146 bestimmt die 0-Punkt-Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors 144.
• Die Koppelnavigationsmittel 147 aktualisieren gemäß der Koppelnavigation eine Subjektfahrzeugposition (kann im Folgenden als „DR-Position“ bezeichnet werden), eine Subjektfahrzeuggeschwindigkeit und einen Subjektfahrzeugazimut (kann im Folgenden als „DR-Azimut“ bezeichnet werden) unter Verwendung des von den Entfernungsmessmitteln 142 bestimmten Bewegungsabstands und des von den Gierratenwinkelmessmitteln 145 bestimmten Gierratenwinkels. Insbesondere sagt das Koppelnavigationsmittel 147 unter Nutzung der Sensoren, einschließlich des Geschwindigkeitssensors 141 und des Winkelgeschwindigkeitssensors 144, eine Koppelnavigationslösung vorher, die die DR-Position umfasst. Die Koppelnavigationslösung kann die Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs und den DR-Azimut umfassen.
• Das Hybridpositionierungsmittel 148 erhält die Alleinstehpositionslösung, die von dem Alleinpositionierungslösungs-Berechnungsmittel 132 durch das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 bestimmt wurde, und korrigiert einen Positionierungsfehler der Alleinstehpositionslösung in dieser Epoche unter Verwendung eines Positionierungsfehlers (ein Versatz und ein vorbestimmter Zeitpunkt sind gültig) der Alleinstehpositionslösung, die berechnet wurde, wenn die Fixlösung oder die Schwebelösung bis zu einer vordefinierten Epoche bestimmt worden ist. Darüber hinaus bestimmt das Hybridpositionierungsmittel 148 einen Fehler der Koppelnavigationslösung basierend auf der von dem Koppelnavigationsmittel 147 vorhergesagten Koppelnavigationslösung und der alleinstehenden Positionslösung, deren Positionierungsfehler korrigiert wurde. Anschließend führt das Hybridpositionierungsmittel 148 eine Hybridpositionierung durch, um eine hybride Positionslösung zu bestimmen, indem es die Koppelnavigationslösung basierend auf dem ermittelten Fehler korrigiert. Die hybride Positionslösung kann nicht nur die Subjektfahrzeugposition der Koppelnavigation umfassen, die basierend auf dem Fehler der Koppelnavigationslösung korrigiert wurde, sondern auch die Subjektfahrzeuggeschwindigkeit und den Subjektfahrzeugazimut, die basierend auf dem Fehler der Koppelnavigationslösung korrigiert wurden.
• Die Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 sagen die Fehler der Subjektfahrzeugposition und des Subjektfahrzeugazimuts vorhersagend voraus.
• Wenn entweder eine Schwebelösung oder eine Fixlösung bestimmt wird, bestimmt das Hybridpositionierungsmittel 148 die Subjektfahrzeugposition basierend auf der Hybridpositionierungslösung, eines von dem Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 bestimmten Positionierungsfehlers der Hybridpositionierungslösung und einer der Schwebelösung und der Fixlösung, die beim Vorhersagen des Positionierungsfehlers der Hybridpositionierungslösung benutzt wird. Das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 sagt dann den Positionierungsfehler der Hybridpositionierungslösung vorhersagend, basierend auf einem Positionierungsfehler der Schwebelösung oder der Fixlösung und einer Differenz zwischen einer der Lösungen und der Hybridpositionierungslösung.
• [Betrieb]
• Als nächstes wird der Betrieb der Positionierungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 beschrieben. 11 und 12 sind Flussdiagramme, die den Betrieb der Positionierungsvorrichtung pro Epoche darstellen.
• In Schritt S1001 werden die Prozesse der Positionierungsvorrichtung zurückgesetzt.
• Die hybride Ortungseinheit 14 führt Prozesse von Schritt S1002 bis Schritt S1005 in 11 durch.
• In Schritt S1002 multipliziert das Entfernungsmessungsmittel 142 die Anzahl von Impulsen des Geschwindigkeitssensors 141, die in jedem vorbestimmten Zyklus gemessen werden, mit dem SF-Koeffizienten, um einen Bewegungsabstand zu bestimmen, und bestimmt auch eine Geschwindigkeit unter Benutzung eines Wertes, der erhalten wird, indem die Anzahl von Impulsen für jeden vorbestimmten Zyklus durch einen Tiefpassfilter passiert wird.
• In Schritt S1003 bestimmt das Winkelgeschwindigkeitssensorkorrekturmittel 146, das Fahrzeug basierend auf dem von dem Entfernungsmessmittel 142 bestimmten Bewegungsabstand zu halten, einen Durchschnitt der Ausgaben des Winkelgeschwindigkeitssensors 144 zu bestimmen, während das Fahrzeug gehalten wird, und korrigiert den Durchschnitt als eine Ausgangsvorspannung des Winkelgeschwindigkeitssensors 144. Der Prozess in Schritt S1003 kann unter Nutzung der Prozesse durchgeführt werden, die z.B. in dem japanischen Patent Nr. 3137784 und dem japanischen Patent Nr. 3751513 beschrieben sind.
• In Schritt S1004 bestimmt das Gierratenwinkelmessmittel 145 einen Gierratenwinkel, der durch Eliminieren der Ausgangsverzerrung von der Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors 144 erhalten wird, der mit dem vorbestimmten Zeitpunkt gemessen wurde.
• In Schritt S1005 bestimmt das Koppelnavigationsmittel 147 einen Bewegungsvektor in jedem vorbestimmten Zyklus basierend auf dem Bewegungsabstand und dem Gierratenwinkel gemäß der Koppelnavigationsberechnung und aktualisiert die Subjektfahrzeugposition durch Addieren des bestimmten Bewegungsvektors zu der zuvor gemessenen Subjektfahrzeugposition.
• Die Satellitenpositionierungseinheit 13 führt Prozesse von Schritt S1006 bis Schritt S1015 durch. Da diese Prozesse identisch mit denen von Schritt S202 bis Schritt S211 in 2 sind, wird die Beschreibung ausgelassen.
• Unter den Prozessen in 12 führt die Satellitenpositionierungseinheit 13 einen Prozess in Schritt S1019 durch, und die Hybridpositionierungseinheit 14 führt Prozesse von Schritt S1016 bis Schritt S1026 mit Ausnahme von Schritt S1019 durch.
• In Schritt S1016 bestimmt die hybride Ortungseinheit 14, ob eine Nichtpositionierungslösung auf einen Positionslösungsstatus eingestellt wurde. Wenn eine Nichtpositionierungslösung nicht eingestellt ist, fahren die Prozesse mit Schritt S1017 fort. Wenn die Nichtpositionierungslösung eingestellt worden ist, fahren die Prozesse mit Schritt S1022 fort.
• In Schritt S1017 führt das Hybridpositionierungsmittel 148 eine Hybridpositionierung durch, die auf der Koppelnavigationslösung, der Alleinstehpositionslösung und den Pseudobereichen basiert, um eine Hybridpositionierungslösung zu bestimmen, die mit einer Bewegungsbahn mit einer Genauigkeit von ungefähr 2 Metern übereinstimmt, selbst bei lokaler Funkabschirmung und Mehrweg. Das Hybridpositionierungsmittel 148 kann die hybride Positionslösung durch die hybride Positionierung berechnen, die zum Beispiel in dem japanischen Patent Nr. 6482720 , dem japanischen Patent Nr. 4988028 und dem japanischen Patent Nr. 5855249 beschrieben ist.
• In Schritt S1018 bestimmt die hybride Ortungseinheit 14, ob eine der Schwebelösung und der Fixlösung auf den Status der Positionslösung eingestellt worden ist. Wenn eine der Schwebelösung und der Fixlösung eingestellt worden ist, fahren die Prozesse mit Schritt S1019 fort. Wenn weder die Schwebelösung noch die Fixlösung eingestellt wurde, d.h. wenn eine Alleinstehpositionslösung eingestellt wurde, fahren die Prozesse mit Schritt S1022 fort.
• In Schritt S1019 sagt das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 einen Positionierungsfehler (auch als Versatz bezeichnet) einer Alleinstehpositionslösung basierend auf einem Positionierungsfehler einer bestimmten Schwebelösung und der Fixlösung sowie einer Differenz zwischen der bestimmten Lösung und der Alleinstehpositionslösung voraus.
• 13 stellt die Vorhersage eines Positionierungsfehlers einer alleinstehenden Positionslösung dar. Obwohl eine bestimmte Lösung in der folgenden Beschreibung eine Fixlösung ist, gilt dasselbe auch, wenn die bestimmte Lösung eine Schwebelösung ist. 13 (a) stellt eine sphärische Oberfläche dar, die eine Fixlösung umfasst. 13 (b) stellt eine lokale horizontale Ebene dar, die Teil der Kugeloberfläche ist, wobei ein Punkt P₁ eine alleinstehende Positionslösung repräsentiert und ein Punkt P₂ eine Fixlösung darstellt, die in der gleichen Epoche wie die Alleinstehpositionslösung erhalten wurde.
• Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 sagt einen Positionierungsfehler einer Alleinstehpositionslösung voraus, basierend auf einem Vorhersagefehler, der ein Positionierungsfehler ist, mit dem die Fixlösung vorhergesagt wurde, und einem Abstand zwischen zwei Punkten (δx, δy, δz), der eine Differenz zwischen dem Punkt P₁, der die Alleinstehpositionslösung repräsentiert, und dem Punkt P₂, der die Fixlösung repräsentiert, ist. Das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136 sagt als Positionierungsfehler der Alleinstehpositionslösung beispielsweise einen Wert voraus, der sich dem Positionierungsfehler der Fixlösung annähert, wenn der Abstand zwischen zwei Punkten kürzer ist. Wenn die nächste Hybridpositionierung durchgeführt wird, wird der hier vorhergesagte Fehler der Alleinstehpositionslösung zur Feinabstimmung einer Hybridpositionierungslösung in Bezug auf die vorherige Epoche benutzt.
• In Schritt S1020 von 12 sagt das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 einen Positionierungsfehler der Hybridpositionierungslösung basierend auf dem Positionierungsfehler einer bestimmten Schwebelösung und der Fixlösung sowie einer Differenz zwischen der bestimmten Lösung und der Hybridpositionierungslösung voraus. Das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 sagt den Positionierungsfehler der Hybridpositionierungslösung in der gleichen Weise vorhersagend voraus, wie es den Positionierungsfehler der Alleinstehpositionslösung vorhersagt, die in Schritt S1019 beschrieben ist. Das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 sagt den Fehler der Hybridpositionierungslösung vorhersagend voraus, beispielsweise basierend auf dem Vorhersagefehler der Fixlösung und einem Abstand zwischen zwei Punkten, der eine Differenz zwischen einem Punkt ist, der die Hybridpositionierungslösung repräsentiert, und einem Punkt, der die Fixlösung repräsentiert. Der hierin vorhergesagte Fehler der Hybridpositionierungslösung wird nicht nur zur Aktualisierung des Fehlers der Hybridpositionierungslösung in der nächsten Epoche benutzt, sondern auch zur Gewichtung bei der Verstärkungsberechnung eines erweiterten Kalman-Filters für die Alleinstehpositionslösung oder Pseudobereiche.
• In Schritt S1021 wählt das Hybridpositionierungsmittel 148 eine der Schwebelösung, der Fixlösung und der Koppelnavigationslösung aus, die eine Lösung mit höherer Genauigkeit ist und mehr mit einer Bewegungsbahn übereinstimmt. Zum Beispiel wählt das Hybridpositionierungsmittel 148 eine der Schwebelösung, der Fixlösung und der Koppelnavigationslösung aus, die eine Lösung mit dem kleinsten Fehler ist. Dann fahren die Prozesse mit Schritt S1024 fort.
• In Schritt S1022 bestimmt die Hybridpositionierungseinheit 14, ob das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 den Fehler der Hybridpositionierungslösung innerhalb der letzten vorbestimmten Zeit oder innerhalb des letzten vorbestimmten Abstands in Schritt S1020 vorhergesagt (berechnet) hat. Wenn das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 den Positionierungsfehler der Hybridpositionierungslösung vorhergesagt hat, fahren die Prozesse mit Schritt S1023 fort. Wenn das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 den Positionierungsfehler der Hybridpositionierungslösung nicht vorhersagt, fahren die Prozesse mit Schritt S1024 fort.
• In Schritt S1023 bestimmt das Hybridpositionierungsmittel 148 die Subjektfahrzeugposition basierend auf der Hybridpositionierungslösung, des Positionierungsfehlers der Hybridpositionierungslösung, der durch das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 bestimmt wird, und der Schwebelösung oder der Fixlösung, die bei der Berechnung des Positionierungsfehlers der Hybridpositionierungslösung benutzt wird.
• 13 (c) stellt den Prozess in Schritt S1023 dar. 13 (c) stellt einen Punkt P3 dar, der eine vergangene Hybridpositionierungslösung in der Satellitenpositionierungssynchronisation repräsentiert, die bei der Berechnung des Fehlers der Hybridpositionierungslösung benutzt wurde, einen Punkt P4, der die Hybridpositionierungslösung zum letzten Zeitpunkt repräsentiert, und einen Punkt P5, der eine Fixlösung repräsentiert, die bei der Berechnung des Fehlers der Hybridpositionierungslösung benutzt wurde. Das Hybridpositionierungsmittel 148 korrigiert den Punkt P3 der hybriden Positionslösung auf den Punkt P5, der die Fixlösung repräsentiert, die bei der Berechnung des Fehlers der hybriden Positionslösung benutzt wurde. Gleichzeitig mit der Korrektur korrigiert das Hybridpositionierungsmittel 148 den Punkt P4, der die Positionslösung der Hybridpositionierung zum letzten Zeitpunkt repräsentiert, auf einen Punkt P6 in Übereinstimmung mit der vorherigen Korrektur, um den Punkt P6 als Subjektfahrzeugposition zu bestimmen. Dann fahren die Prozesse mit Schritt S1024 fort.
• In Schritt S1024 sagt das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 kontinuierlich einen Fehler der Subjektfahrzeugposition innerhalb des letzten vorbestimmten Zeitpunkts oder innerhalb des letzten vorbestimmten Abstands voraus, unabhängig davon, ob die Subjektfahrzeugposition unter Benutzung einer der Schwebelösung, der Fixlösung, der Koppelnavigationslösung und der Hybridpositionierungslösung aktualisiert worden ist. Das Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel 149 sagt den Fehler der Subjektfahrzeugposition in Bezug auf eine Positionslösung mit hoher Genauigkeit und einem kleinen Vorhersagefehler voraus.
• In Schritt S1025 korrigiert das Geschwindigkeitssensorkorrekturmittel 143 den SF-Koeffizienten des Pulssignals des Geschwindigkeitssensors. Die Geschwindigkeitssensorkorrekturmittel 143 können diese Korrektur unter Nutzung des Korrekturverfahrens durchführen, das z.B. in der japanischen Patentschrift Nr. 5606656 beschrieben ist.
• In Schritt S1026 korrigiert das Winkelgeschwindigkeitssensorkorrekturmittel 146 einen 0-Punkt (auch als Vorspannung bezeichnet) des Winkelgeschwindigkeitssensors 144 basierend auf einer Differenz zwischen einem Azimut, der durch Summieren momentaner Gierratenwinkel erhalten wird, und einem Subjektfahrzeug-Azimut, der durch das Hybridpositionierungsmittel 148 korrigiert wird, unter Benutzung eines Subjektfahrzeug-Azimuts zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Fahrens des Subjektfahrzeugs als Anfangswert. Die Winkelgeschwindigkeitssensorkorrekturmittel 146 können diese Korrektur unter Nutzung des Korrekturverfahrens durchführen, das z.B. in dem japanischen Patent Nr. 3321096 und dem japanischen Patent Nr. 3727489 beschrieben ist. Nach Schritt S1026 kehren die Prozesse zu Schritt S1001 in 11 zurück.
• [Zusammenfassung der Ausführungsform 3]
• Sofern Funkwellen nicht vollständig unterbrochen sind, wie in Tunneln, wird typischerweise eine Alleinstehpositionslösung mit einer hohen Positionsrate unter Nutzung von Zweifrequenz-Multi-GNSS-Satelliten bestimmt. Auf diese Weise erhält man eine geeignete Alleinstehpositionslösung mit Pseudobereichen mit geringerer Mehrwegeffektivität. Die Genauigkeit der alleinstehenden Positionslösung ist nicht hoch, sondern liegt bei einigen Metern. Die Berechnung einer Alleinstehpositionslösung unter Benutzung eines dreidimensionalen Geschwindigkeitsvektors durch den Doppler führt jedoch zu einer Bewegungsbahn, die näher an derjenigen der Koppelnavigation liegt, mit Ausnahme von Umgebungen mit großen Mehrwegeffekten, die Gebäude umfassen.
• Hier, beim Bestimmen einer von einer Schwebelösung und einer Fixlösung, sagt die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 einen Positionierungsfehler (einen Versatz) einer alleinstehenden Positionslösung voraus, deren Trajektorienform mit einer Fahrtrajektorie des Subjektfahrzeugs übereinstimmt, basierend auf einem Positionierungsfehler einer bestimmten von der Schwebelösung und der Fixlösung, und einer Differenz zwischen der alleinstehenden Positionslösung und der bestimmten Lösung. Folglich nähert sich die alleinstehende Positionslösung, deren Positionierungsfehler korrigiert wurde, der Schwebelösung oder der Fixlösung an. Dadurch werden die Positionierungsrate, die Genauigkeit und die Verfügbarkeit der alleinstehenden Positionslösung erhöht.
• Selbst wenn in der nächsten Epoche keine Schwebelösung und keine Fixlösung erhalten werden, wird die Alleinstehpositionslösung unter Nutzung des in der vorhergehenden Epoche gemäß Ausführungsform 3 bestimmten Positionierungsfehlers in der nächsten Epoche korrigiert. Dadurch wird die hohe Genauigkeit der Alleinstehpositionslösung, die sich der Schwebelösung oder der Fixlösung annähert, beibehalten und die Positionierungsrate, die Genauigkeit und die Verfügbarkeit der korrigierten Alleinstehpositionslösung erhöht. Dies verbessert ferner die Genauigkeit der Hybridpositionierung, die unter Nutzung der mit diesem Positionierungsfehler korrigierten Alleinstehpositionslösung korrigiert wurde.
• Beim Bestimmen einer Schwebelösung oder einer Fixlösung sagt die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 einen Positionierungsfehler der Hybridpositionierung basierend auf einem Positionierungsfehler einer bestimmten Schwebelösung oder Fixlösung und einer Differenz zwischen der bestimmten Lösung und der Hybridpositionierungslösung voraus. Da sich die Hybridpositionierung, deren Positionierungsfehler korrigiert wurde, der Schwebelösung oder der Fixlösung annähert, werden die Positionierungsrate, die Genauigkeit und die Verfügbarkeit der Hybridpositionierung weiter verbessert.
• [Modifikation 1]
• Ein auf der Koppelnavigation basierender vorhersagender Dopplerwert kann an die Satellitenpositionierungseinheit 13 zurückgegeben werden. Während der Unterbrechung von Funkwellen während einer vorbestimmten Zeit kann die Vorhersage eines Pseudobereichs fortgesetzt werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Zurückweisung (Verhinderung) der Benutzung der Positionierung eines Pseudobereichs mit niedriger Qualität unmittelbar nach der Unterbrechung der Funkwellen und kann ferner falsche Fixlösungen reduzieren.
• [Modifikation 2]
• 14 bis 16 stellen den Vergleich einer Bewegungsbahn von Schwebelösungen und Fixlösungen mit einer Fahrbahn des Koppelnavigationssystems dar, um zusätzlich Vorhersagefehler der Schwebelösungen und der Fixlösungen zu bestimmen. 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs AR1 in 14. 16 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs AR2 in 14. Jede der 14 bis 16 stellt in geeigneter Weise das Subjektfahrzeug 1, die Positionslösungen 2, die Vorhersagefehler 3, die Fahrtroute 5, eine Bewegungsbahn 6 von Subjektfahrzeugpositionen (DR-Positionen) basierend auf der Koppelnavigation und durch affine Transformationen der Bewegungsbahn 6 erhaltene Trajektorien 7 dar.
• Die Positionierungsvorrichtung kann einen Zustand erkennen, in dem ein tatsächlicher Fehler ausreichend größer als ein Vorhersagefehler ist, indem sie eine Bewegungsbahn von Schwebelösungen und Fixlösungen mit einer Fahrbahn der Koppelnavigation vergleicht. Diese Konfiguration kann einen Zustand abdecken, in dem die Genauigkeit der Vorhersagefehler von Schwebelösungen abnimmt, und einen sichereren Umgang mit den Vorhersagefehlern bereitstellen. Wenn die Bewegungsbahn nicht mit der Bewegungsbahn übereinstimmt, ermöglicht eine signifikante Durchsicht der Vorhersagefehler der Schwebelösungen und der Fixlösungen eine aktivere Benutzung der Schwebelösungen und der Fixlösungen, die mit der Bewegungsbahn übereinstimmen.
• [Modifikation 3]
• Eine Konfiguration zur Verknüpfung der neuesten Fixlösungen und der neuesten Schwebelösungen mit weniger Fehler, mit der Hybridpositionierung-Lösung, die durch die Korrektur der Koppelnavigation oder eines Vorhersagefehlers erhalten wird, ist oben beschrieben, was nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann eine Verbindung durch die Koppelnavigation, sodass ein Fahrzeug die neuesten Fixlösungen und Schwebelösungen an einer Vielzahl von Punkten mit weniger Fehler passiert, einen Azimut der Koppelnavigation genauer machen. Dies kann die hohe Genauigkeit des Azimuts für eine lange Zeit beibehalten und erhöht seine Verfügbarkeit in den automontierten Umgebungen.
• [Ausführungsform 4]
• 17 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 4 konfiguriert darstellt. Das Fahrunterstützungssystem in 17 umfasst die Positionierungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3. Das Fahrunterstützungssystem zeigt eine Subjektfahrzeugposition in einer Spur an und führt eine Spur für einen Fahrer und Insassen, basierend auf Ergebnissen einer hochgenauen Positionierung, die durch die Positionierungsvorrichtung erhalten wird, die im Folgenden beschrieben wird.
• Das Fahrunterstützungssystem in 17 umfasst hochauflösende Kartendaten 15, eine Kartenabgleichseinheit 16, eine Informationsausgabeeinheit 17, eine Anzeige 18, eine Bedienungseingabeeinheit 19 und einen Fahrunterstützungsregler 41 neben der Positionierungsvorrichtung.
• Bei den hochauflösenden Kartendaten 15 handelt es sich um Daten, die mit einer absoluten Genauigkeit von weniger als 50 cm erzeugt werden, und sie umfassen dreidimensionale Forminformationen zu jeder Spur, dreidimensionale Forminformationen zu den Straßenrändern sowie Informationen beispielsweise über die Quer- und Längsneigung der Spuren und der Straßenränder und die Straßenhöhe. Die Kartenabgleicheinheit 16 führt einen Kartenabgleich pro Spur durch, der auf der Position des Subjektfahrzeugs, dem Azimut des Subjektfahrzeugs und den von der Hybridpositionierungseinheit 14 bestimmten Vorhersagefehlern und den hochauflösenden Kartendaten 15 basiert, um eine Fahrspur, durch die das Subjektfahrzeug 1 fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur zu identifizieren. Die Kartenabgleicheinheit 16 kann den Kartenabgleich unter Benutzung des Kartenabgleichs implementieren, der z.B. im japanischen Patent Nr. 6482720 beschrieben ist.
• Die Ausgabeeinheit 17 erzeugt ADAS-Daten (Advanced Driving Assistance System) gemäß dem ADASIS-Standard (Advanced Driving Assistance Systems Interface) und gibt die ADAS-Daten an die Anzeige 18 und den Regler 41 für die Fahrunterstützung aus. Die Informationsausgabeeinheit 17 erzeugt die ADAS-Daten basierend auf der Subjektfahrzeugposition, des Subjektfahrzeugazimuts und der von der Hybridpositionierungseinheit 14 bestimmten Vorhersagefehler derselben, der Fahrspur und der Subjektfahrzeugposition in der Spur, die von der Kartenabgleicheinheit 16 identifiziert wurden, und von Daten in den hochauflösenden Kartendaten 15 für eine vorbestimmte Entfernung vor dem Subjektfahrzeug 1 auf einer Straße.
• Die Bedienungseingabeeinheit 19 ist z.B. ein Eingabeknopf und empfängt Eingabebedienungen, um die Absichten des Fahrers und der Insassen auf eine Anzeige zu reflektieren. Die Anzeige 18 erzeugt aus den hochauflösenden Straßendaten um das Subjektfahrzeug 1 in den hochauflösenden Kartendaten 15 basierend auf den ADAS-Daten von der Informationsausgabeeinheit 17 ein Bild für den Anzeigebildschirm, gibt beispielsweise die Subjektfahrzeugposition in der Spur über dem Bild aus und stellt die Subjektfahrzeugposition dar oder stellt die Sprachführung bereit. Die Anzeige 18 zeigt auch einen Anzeigebildschirm zur Auswahl an, basierend auf den Eingaben des Fahrers und der Insassen, die von der Bedienungseingabeeinheit 19 empfangen wurden, und ändert einen Maßstab oder Details des Anzeigebildschirms. Der Regler 41 für die Fahrunterstützung erzeugt Spurführungsdaten für die Fahrt zu einem Ziel, basierend auf den Eingabeoperationen von dem Fahrer und den Insassen und den ADAS-Daten von der Informationsausgabeeinheit 17, und veranlasst die Anzeige 18, die Spurführungsdaten anzuzeigen oder die Sprachführung bereitzustellen.
• Als nächstes werden Beispiele für den Anzeigebildschirm der Anzeige 18 mit Bezug auf die 18 bis 20 beschrieben. 18 bis 20 stellen Beispielanzeigen dar, die jeweils eine Subjektfahrzeugposition in einer Spur anzeigen. 18 stellt eine Abstandsbeziehung in Fahrspurquerrichtung zwischen der Subjektfahrzeugposition und weißen Linien dar, die beide Enden einer Fahrspur definieren. Ein Abstand d1 ist eine Breite der Fahrspur, d.h. ein Abstand zwischen den weißen Linien. Ein Abstand d2 ist ein Abstand zwischen der Mitte der Fahrspur und der Mitte des Subjektfahrzeugs 1. Ein Abstand d3 ist ein Abstand zwischen der weißen Linie links und dem Subjektfahrzeug 1. Der Abstand d4 ist der Abstand zwischen der weißen Linie auf der rechten Seite und dem Subjektfahrzeug 1. Der Abstand d3 und der Abstand d4 werden unter Nutzung einer vordefinierten Breite des Subjektfahrzeugs 1 bestimmt.
• In 19 ändert die Anzeige 18 die Anzeigefarben eines Streifens 51a und eines Streifens 51b mit dem Abstand d3 bzw. dem Abstand d4, je nachdem, ob der Abstand d3 und der Abstand d4 identisch sind. Wenn zum Beispiel der Abstand d3 und der Abstand d4 identisch sind, werden der Streifen 51a und der Streifen 51b in derselben Farbe angezeigt. Wenn der Abstand d3 und der Abstand d4 unterschiedlich sind, werden der Streifen 51a und der Streifen 51b in verschiedenen Farben angezeigt, wie in 19 dargestellt.
• In 20 ändert die Anzeige 18 die Anzeigefarben eines Balkens 51c und eines Pfeils 51d basierend auf dem Abstand d2, dem Abstand d3 oder dem Abstand d4 und/oder einem dieser Werte. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und einer der weißen Linien größer oder gleich einer ersten Schwelle ist, zeigt die Anzeige 18 den Balken 51c und den Pfeil 51d in Grün an. Wenn der Abstand kürzer als die erste Schwelle und länger als oder gleich einer zweiten Schwelle ist, zeigt die Anzeige 18 den Balken 51c und den Pfeil 51d in Gelb an. Wenn der Abstand kürzer ist als die zweite Schwelle, zeigt die Anzeige 18 den Balken 51c und den Pfeil 51d in Rot an.
• [Zusammenfassung der Ausführungsform 4]
• Das oben erwähnte Fahrunterstützungssystem gemäß Ausführungsform 4 kann eine genaue Fahrspur und eine genaue Subjektfahrzeugposition in der Spur bestimmen, unter Nutzung von Ergebnissen einer hohen genauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wird. Dieses Fahrunterstützungssystem kann die Abstände zwischen den rechten und linken weißen Linien der Fahrspur und des Subjektfahrzeugs 1 unter Nutzung leicht verständlicher Bildaufnahmen darstellen und so dem Fahrer und den Insassen den aktuellen Fahrzustand anzeigen. Folglich kann das Fahrunterstützungssystem den Fahrer und die Insassen beispielsweise angemessen warnen, wenn ein schläfriges Fahren oder ein gefährliches Fahren durch abgelenktes Fahren sehr wahrscheinlich ist, wodurch eine Situation vermieden werden kann, in der sich das Subjektfahrzeug 1 außerhalb einer Spur und einer Straße bewegt und in eine Schwierigkeit beim Weiterfahren und eine Situation gerät, die einen selbstverschuldeten Verkehrsunfall veranlasst.
• [Modifikationen]
• Beispielhafte Abweichungen der Anzeige der Anzeige 18 werden unter Bezugnahme auf 21 bis 28 beschrieben. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, können die Ergebnisse einer hohen Positionsgenauigkeit in jedem dieser Beispiele Vorteile wie Unterstützung beim Fahren und präventive Sicherheit bringen.
• 21 bis 23 stellen beispielhafte Anzeigen dar, die jeweils eine Bewegungsbahn für den letzten vorgegebenen Zeitpunkt (oder den letzten vorgegebenen Abstand) angeben. Die Anzeige 18 zeigt eine Bewegungsbahn auf einer Spur an oder warnt den Fahrer und die Insassen über einen Bildschirm und per Sprachausgabe, wenn das Subjektfahrzeug 1 in Schlangenlinien fährt, wie in 21 dargestellt, oder wenn sich das Subjektfahrzeug 1 allmählich der weißen Linie nähert, wie in 22 dargestellt. Die Anzeige 18 stellt auch eine Bewegungsbahn auf einer Spur dar oder ändert Details einer Warnung, basierend auf einem Typ (gestrichelte Linie und durchgezogene Linie) der weißen Linie, zu der das Subjektfahrzeug 1 versucht, die Spur zu wechseln, wie in 23 dargestellt.
• Eine solche Konfiguration kann dem Fahrer und den Insassen den aktuellen Fahrzustand anzeigen, indem die Bewegungsbahn des Subjektfahrzeugs 1 auf der Spur angezeigt wird, unter Nutzung der Ergebnisse einer hochgenauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wird. Dadurch können der Fahrer und die Insassen beispielsweise angemessen gewarnt werden, wenn ein schläfriges Fahren oder ein gefährliches Fahren durch abgelenktes Fahren sehr wahrscheinlich ist, wodurch eine Situation vermieden werden kann, in der das Subjektfahrzeug 1 aus einer Spur und einer Straße herausfährt und in eine Schwierigkeit gerät, weiterzufahren, und eine Situation, die einen selbstverschuldeten Verkehrsunfall veranlasst.
• 24 und 25 stellen beispielhafte Anzeigen dar, wenn ein Head-up-Display als Anzeige 18 in der Nähe der Windschutzscheibe des Subjektfahrzeugs 1 installiert ist, wo der Fahrer es gut sehen kann. Die Anzeige 18 stellt eine Positionsbeziehung zwischen den Begrenzungslinien 52a der Fahrspur, einer weißen Linie 52b und dem Subjektfahrzeug 1 dar, und zwar bei niedriger Sicht, verursacht durch nächtliche Dunkelheit, starken Regen, dichten Nebel oder Schneeverwehungen, wie in 24 veranschaulicht, und wenn die weiße Linie durch das Sammeln von Schnee nicht erkannt werden kann, wie in 25 veranschaulicht.
• Eine solche Konfiguration kann die Unterstützung durch Augmented Reality (AR) bereitstellen, um dem Fahrer und den Insassen genaue Informationen über die Fahrspur und die Subjektfahrzeugposition in der Spur zu präsentieren, unter Nutzung der Ergebnisse der hochgenauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wird, selbst bei niedriger Sicht oder wenn die weiße Linie nicht erkannt werden kann. Dies ermöglicht es dem Fahrer, auch bei niedriger Sicht oder wenn die weiße Linie nicht erkannt werden kann, angemessen zu fahren, und erleichtert es, eine Situation zu vermeiden, in der das Subjektfahrzeug 1 aus einer Spur und einer Straße herausfährt und in eine Schwierigkeit gerät, weiterzufahren, und eine Situation, die einen selbstverschuldeten Verkehrsunfall veranlasst.
• 26 stellt eine beispielhafte Anzeige dar, die die nächstgelegene Notparkzone 53 vor dem Subjektfahrzeug 1 auf einer Schnellstraße anzeigt. Bevor der Fahrer und die Insassen in einem schlechten körperlichen Zustand sind und der Fahrer Schwierigkeiten hat, weiterhin sicher zu fahren, führt die Anzeige 18 einen Positionsgeber für die nächstgelegene Notparkzone 51 und eine Spur zu diesem Ort.
• Eine solche Konfiguration kann eine Spur in Richtung der nächstgelegenen Notparkzone 53 führen, unter Nutzung der Ergebnisse einer hochgenauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wird. Dies kann die Zuverlässigkeit des Führens einer Spur in Richtung der Notparkzone 53 erhöhen.
• 27 stellt eine beispielhafte Anzeige dar, die Ziele von Spuren vor dem Subjektfahrzeug 1 anzeigt. Die Anzeige 18 stellt Bildaufnahmen 54 dar, die regionale Ziele für jeweilige Spuren einer Straße, durch die das Subjektfahrzeug 1 fährt, zeigen. Wenn eine Spur in Richtung eines Ziels bestimmt wird, kann die Anzeige 18 nur das Bild 54 der Spur anzeigen oder einen Hinweis bereitstellen, der zu einem Wechsel auf die Spur in Richtung des Ziels auffordert, und eine Sprachführung bereitstellen.
• Eine solche Konfiguration kann eine Spur in Richtung eines Ziels führen, unter Nutzung der Ergebnisse einer hochgenauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wird. Dies kann die Zuverlässigkeit des Führens der Spur zum Ziel erhöhen.
• 28 stellt eine beispielhafte Anzeige dar, wenn das Subjektfahrzeug 1 in eine Spur einfährt, z.B. in eine allgemeine Straße, die das Subjektfahrzeug 1 nicht passieren kann. Wenn das Subjektfahrzeug 1 versucht, in eine Spur einzufahren, deren Fahrtrichtung durch die Verkehrsregeln verboten ist (in die falsche Richtung fahren), oder wenn das Subjektfahrzeug 1 in die Spur eingefahren ist (in die falsche Richtung fahren), stellt die Anzeige 18 die Warnung und die Warnung, wie die Bildaufnahmen 54, dar und stellt die Sprachführung bereit.
• Eine solche Konfiguration kann einen Zustand erkennen, in dem das Subjektfahrzeug 1 beginnt, in die falsche Richtung zu fahren, unter Nutzung der Ergebnisse einer hochgenauen Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung selbst in der Mitte einer Kreuzung ohne Angabe einer weißen Linie erhalten wird. So kann gefährliches Fahren, das durch Ablenkungen des Fahrers veranlasst wird, früher vorhergesagt werden. Dadurch können der Fahrer und die Insassen nicht ungewollt, sondern zum richtigen Zeitpunkt gewarnt werden.
• [Ausführungsform 5]
• 29 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 5 darstellt. Das Fahrunterstützungssystem in 29 hat eine Konfiguration, die durch Hinzufügen einer Fahrzeug umgebenden Messeinheit 21, einer stereoskopischen Frontkamera 22, eines vorderen Millimeterwellenradars 23, einer hinteren stereoskopischen Kamera 24, eines linken vorderen Millimeterwellenradars 25, eines rechten vorderen Millimeterwellenradars 26, eines linken hinteren Millimeterwellenradars 27 und eines rechten hinteren Millimeterwellenradars 28 zu der Konfiguration in 17 gemäß Ausführungsform 4 erhalten wird. Das Fahrunterstützungssystem in 29 kann das Vorhandensein und die Bewegung von Hindernissen, wie z.B. Nicht-Subjektfahrzeugen, um das Subjektfahrzeug 1 herum erkennen, was im Folgenden beschrieben wird.
• 30 und 31 sind eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf Installationspositionen und Messbereiche der stereoskopischen Kameras 22 und 24 und der Millimeterwellenradare 23, 25, 26, 27 und 28.
• Die stereoskopische Kamera 22 und die stereoskopische Kamera 24 sind an der Oberseite der Windschutzscheibe und an der Oberseite der Heckscheibe installiert und haben einen Erfassungsbereich 22a bzw. einen Erfassungsbereich 24a. Der Erfassungsbereich 22a und der Erfassungsbereich 24a haben vorwärts und rückwärts gerichtete Erfassungswinkel von 40° und haben einen Abstand von 100 m bzw. 40 m. Die hier beschriebenen Zahlenwerte für die Erfassungswinkel und die Abstände sind Beispiele und nicht auf diese beschränkt.
• Das Millimeterwellenradar 23 ist in der Mitte eines vorderen Stoßfängers installiert und hat einen Erfassungsbereich 23a. Der Bereich 23a ist mit einem relativ engen Erfassungswinkel von 20° vorwärts gerichtet und hat mit 200 m einen relativ großen Abstand. Die hier beschriebenen Zahlenwerte des Erfassungswinkels und des Abstands sind Beispiele und nicht auf diese beschränkt. Das Millimeterwellenradar 25 und das Millimeterwellenradar 26 sind an den Ecken des vorderen Stoßfängers angebracht und haben einen Erfassungsbereich 25a bzw. einen Erfassungsbereich 26a. Das Millimeterwellenradar 27 und das Millimeterwellenradar 28 sind an den Ecken des hinteren Stoßfängers angebracht und haben einen Erfassungsbereich 27a bzw. einen Erfassungsbereich 28a. Der Erfassungsbereich 25a, der Erfassungsbereich 26a, der Erfassungsbereich 27a und der Erfassungsbereich 28a haben relativ weite Erfassungswinkel von 120° links vorne, rechts vorne, links hinten und rechts hinten und weisen relativ kurze Abstände von 30 m auf. Die hier beschriebenen Zahlenwerte für die Erfassungswinkel und die Abstände sind Beispiele und nicht auf diese beschränkt.
• Als nächstes werden die Eigenschaften der stereoskopischen Kameras beschrieben. Jede der stereoskopischen Kameras umfasst eine rechte und eine linke Kamera, die Bilder von verschiedenen Hindernissen, wie z.B. Nicht-Subjektfahrzeugen und Fußgängern sowie Fahrbahnmarkierungen, wie z.B. weiße und gelbe Linien, erfassen und bei der Bildaufnahme dreidimensionale Positionen, Größen und Formen von Begrenzungen (Beleuchtungsabweichungen) der Hindernisse und der Fahrbahnmarkierungen basierend auf der Verschiebung (Parallaxe) erfassen. Die stereoskopischen Kameras können die Bewegung der Hindernisse auch dann erfassen, wenn sich die Hindernisse quer zur Erfassungsrichtung bewegen. Die Leistung der stereoskopischen Kameras nimmt jedoch ab, wenn die Windschutzscheibe vor den Objektiven der stereoskopischen Kameras beschlägt oder wenn die Beleuchtung des Subjektfahrzeugs 1 bei schlechtem Wetter (starker Regen), bei Gegenlicht, in der Nacht und in Tunneln nicht vorhanden ist.
• Als nächstes werden die Eigenschaften der Millimeterwellenradare beschrieben. Jedes der Millimeterwellenradare erfasst einen Abstand zwischen dem Millimeterwellenradar und einem Hindernis, wenn Millimeterwellen (elektromagnetische Wellen), die innerhalb eines vordefinierten Erfassungswinkels übertragen werden, vom Hindernis reflektiert und zum Millimeterwellenradar zurückgesendet werden. Millimeterwellenradare sind in der Entfernungsmessung in weiten Bereichen überlegen und können ihre Leistung unabhängig von Sonnenschein, Helligkeit und Wetter (Regen, Nebel) aufrechterhalten. Die Millimeterwellenradare haben jedoch Schwierigkeiten, ein Hindernis mit einem niedrigen Reflexionskoeffizienten zu erfassen und die Bewegung eines Hindernisses zu erfassen, das sich quer zur Erfassungsrichtung der Radare bewegt.
• In Anbetracht dessen integriert die das Fahrzeug umgebende Messeinheit 21 in 29 gemäß Ausführungsform 5 das Vorhandensein und das Verhalten von Hindernissen, die von den stereoskopischen Kameras 22 und 24 und den Millimeterwellenradaren 23, 25, 26, 27 und 28 erfasst werden, mit kooperativer Erkennung. Mit anderen Worten, die Fahrzeugumgebungsmesseinheit 21 überwacht die Umgebung des Subjektfahrzeugs 1 durch die Kombination von Erfassungsergebnissen der stereoskopischen Kameras und der Millimeterwellenradare.
• Als nächstes werden Beispiele für die Überwachung der Umgebung des Subjektfahrzeugs 1 durch die stereoskopischen Kameras 22 und 24 und die Millimeterwellenradare 23, 25, 26, 27 und 28 beschrieben. 32 bis 34 stellen den Betrieb der stereoskopischen Frontkamera 22 und des vorderen Millimeterwellenradars 23 dar, die vor dem Subjektfahrzeug 1 befindliche Nicht-Subjektfahrzeuge 56a und 56b erfassen.
• Wie in 32 dargestellt, hat die stereoskopische Kamera 22 einen großen Erfassungswinkel und einen kurzen Abstand. Somit erfasst die stereoskopische Kamera 22 nicht das Nicht-Subjektfahrzeug 56b, das durch die Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 fährt und sich außerhalb des Erfassungsabstands befindet, sondern das Nicht-Subjektfahrzeug 56a, das durch eine Spur links neben der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 fährt und sich innerhalb des Erfassungsabstands im Beispiel von 32 befindet.
• Die stereoskopische Kamera 22 erfasst Formen von rechten und linken weißen Linien (Luken-Abschnitte in 32) der Fahrspur innerhalb des Erfassungsbereichs 23a, sodass die stereoskopische Kamera 22 die Art der weißen Linien als gestrichelte Linien erfassen kann.
• Wie in 33 dargestellt, kann die stereoskopische Kamera 22 die Form des Hindernisses, wie z.B. das Nicht-Subjektfahrzeug 56a, und die Form der weißen Linie (links von der Fahrspur) erfassen. Auf diese Weise kann die stereoskopische Kamera 22 einen Abstand d6 erfassen, der beispielsweise dem Abstand zwischen dem Hindernis und der weißen Linie entspricht.
• Im Gegensatz dazu hat das Millimeterwellenradar 23 einen engen Erfassungswinkel und einen großen Abstand, wie in 34 dargestellt. Somit erfasst das Millimeterwellenradar 23 nicht das Nicht-Subjektfahrzeug 56a, das auf der Fahrspur links neben der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 fährt, sondern das Nicht-Subjektfahrzeug 56b, das auf der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 fährt, wie im Beispiel von 34.
• Die fahrzeugumgebende Ortungseinheit 21 erfasst, basierend auf den Erfassungsergebnissen in 32 bis 34, einen Abstand und eine relative Position jedes der Nicht-Subjektfahrzeuge 56b, die durch die Fahrspur fahren, und des Nicht-Subjektfahrzeugs 56a, das durch die Fahrspur neben der Fahrspur links in Bezug auf das Subjektfahrzeug 1 fährt, und einen Typ der weißen Linien der Fahrspur.
• [Zusammenfassung der Ausführungsform 5]
• Das Fahrunterstützungssystem gemäß Ausführungsform 5 kann ein Ergebnis (Subjektfahrzeugposition) einer hochauflösenden Positionierung, die durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhalten wurde, und ein Hindernis vor dem Subjektfahrzeug 1, das von den stereoskopischen Kameras und den Millimeterwellenradaren erfasst wurde, auf einer hochauflösenden Karte pro Spur abbilden. So kann das Fahrunterstützungssystem dem Fahrer und den Insassen die Zustände des Subjektfahrzeugs 1 anzeigen, die eine Verkehrssituation vor dem Subjektfahrzeug 1 umfassen. Dieses Fahrunterstützungssystem kann beispielsweise den Fahrer und die Insassen in geeigneter Weise warnen, wenn ein schläfriges Fahren oder ein gefährliches Fahren, veranlasst durch frontales Ablenken, sehr wahrscheinlich ist.
• [Modifikationen]
• 35 stellt ein Beispiel für das Bestimmen einer Fahrspur dar, basierend auf den Arten der weißen Linien der Fahrspur, die von der stereoskopischen Kamera 22 erfasst werden.
• Die stereoskopische Kamera 22 kann erkennen, ob es sich bei den Typen der rechten und linken weißen Linien der Fahrspur um gestrichelte Linien oder durchgehende Linien handelt. Somit kann die das Fahrzeug umgebende Messeinheit 21 basierend auf Kombinationen der Typen der rechten und linken weißen Linien, die von der stereoskopischen Kamera 22 erfasst werden, vorhersagen, ob es sich bei der Fahrspur um die äußerste linke Spur, die äußerste rechte Spur oder eine andere innere Spur als die äußerste linke Spur und die äußerste rechte Spur handelt.
• Wenn es sich bei den weißen Linien um unterbrochene Linien handelt, interpoliert die das Fahrzeug umgebende Messeinheit 21 Leerräume zwischen vorderen und hinteren weißen Abschnitten linear mit den vorderen und hinteren weißen Abschnitten, sodass die Grenzen (Konturen) einer kontinuierlichen Fahrspur bestimmt werden können. In Japan wechselt eine unterbrochene weiße Linie einer Schnellstraße zwischen einem weißen Abschnitt von 8 m und einem Leerraum von 12 m, während eine unterbrochene weiße Linie einer allgemeinen Straße zwischen einem weißen Abschnitt von 5 m und einem Leerraum von 5 m wechselt. Somit kann die das Fahrzeug umgebende Messeinheit 21 erkennen, ob das Subjektfahrzeug 1 durch eine Schnellstraße oder eine allgemeine Straße fährt, basierend auf den Abständen zwischen weißen Abschnitten und Leerräumen.
• Der Regler für die Fahrunterstützung 41 prüft die Ergebnisse der hochgenauen Positionierung, die durch die Satellitenpositionierung und die Hybridpositionierung erhalten wurden, mit den von der fahrzeugumgebenden Ortungseinheit 21 erfassten Spurinformationen, um eine Spur mit höherer Zuverlässigkeit als eine Fahrspur zu identifizieren, durch die das betreffende Fahrzeug 1 fahren sollte, und leitet einen Wechsel zu einer Spur ein, die zu einem Ziel führt.
• Eine solche Konfiguration ermöglicht es, nicht nur Informationen über die Subjektfahrzeugposition und die Fahrspur zu benutzen, die von der Satellitenpositionierungseinheit 13, der Hybridpositionierungseinheit 14 und der Kartenabgleichseinheit 16 bestimmt wurden, sondern auch Informationen über die Fahrspur, die von der das Fahrzeug umgebenden Messeinheit 21 erfasst wurden. Da die jeweiligen Vorteile der Teile der Informationen die Leistung (z.B. Genauigkeit und Zuverlässigkeit) des Reglers 41 für die Fahrunterstützung auf der Fahrspur erhöhen können, können der Fahrer und die Insassen eine stabile Fahrunterstützung empfangen.
• 36 stellt ein Beispiel für die Erkennung einer Bodenwelle 57a, eines Schlaglochs 57b und eines Hindernisses 57c auf einer Straße dar. Die stereoskopische Frontkamera 22 erfasst die Bodenwelle 57a, z.B. einen in Beton eingebetteten Abschnitt, das Schlagloch 57b, z.B. einen Belagsfehler, und das Hindernis 57c, z.B. ein Absinken, innerhalb des Bereichs 22a.
• Der Regler 41 für die Fahrunterstützung bestimmt beispielsweise anhand der Ergebnisse der Erfassung der Bodenwelle 57a, des Schlaglochs 57b und des Hindernisses 57c durch die stereoskopische Frontkamera 22, ob der Fahrkomfort beeinträchtigt wird. Anschließend regelt der Regler 41 für die Fahrunterstützung eine Anzeige und eine Sprachausgabe auf dem Display 18 basierend auf den Bestimmungsergebnissen, sodass der Fahrer und die Insassen über die Beeinträchtigung des Fahrkomforts informiert werden und eine Warnung und ein Hinweis zur Vermeidung erfolgt.
• Eine solche Konfiguration ermöglicht es dem Fahrer und den Insassen, z.B. die Bodenwelle 57a, das Schlagloch 57b und das Hindernis 57c auf der Fahrbahn im Voraus zu erkennen. So kann der Fahrer angemessen fahren, indem er in der Nähe der Stellen langsamer oder vorsichtiger fährt.
• Die 37 bis 40 stellen in chronologischer Reihenfolge ein Beispiel für die Überwachung der Umgebung des Subjektfahrzeugs 1 dar, wenn ein fahrzeuginternes Fahrzeug 56c das Subjektfahrzeug 1 überholt und vor dem Subjektfahrzeug 1 die Spur wechselt. In 37 erfasst das rechte hintere Millimeterwellenradar 28 das nicht untersuchte Fahrzeug 56c, das rechts hinter dem untersuchten Fahrzeug 1 fährt. In 38 erfasst das rechte vordere Millimeterwellenradar 26 das nicht untersuchte Fahrzeug 56c, das das Subjektfahrzeug 1 überholt und vor dem Subjektfahrzeug 1 und rechts davon fährt. In 39 erfasst die stereoskopische Frontkamera 22 das Nicht-Subjektfahrzeug 56c, dessen Spur von der Spur rechts vor dem Subjektfahrzeug 1 auf die Spur vor dem Subjektfahrzeug 1 wechselt. In 40 erfassen die stereoskopische Frontkamera 22 und das vordere Millimeterwellenradar 23 das vor dem Subjektfahrzeug 1 fahrende Nicht-Subjektfahrzeug 56c.
• Während dieser Betriebe kartiert der Regler 41 für die Fahrunterstützung Hindernisse um das Subjektfahrzeug 1, die von der Vielzahl von stereoskopischen Kameras und der Vielzahl von Millimeterwellenradaren in Bezug auf die Subjektfahrzeugposition auf der hochauflösenden Karte erfasst wurden (z.B. auf einer Straße, durch die das Subjektfahrzeug 1 fährt). Dann bestimmt der Regler 41 für die Fahrunterstützung, während er die Bewegung jedes der Hindernisse zum nächsten Zeitpunkt der Messung vorhersagt, ob sich das Hindernis fast wie vorhergesagt bewegt hat, ob ein neues Hindernis erfasst wurde oder ob sich das zuvor erfasste Hindernis bei Ankunft des nächsten Zeitpunkts der Messung entfernt. Zum Beispiel, wenn die Vielzahl von stereoskopischen Kameras und die Vielzahl von Millimeterwellenradaren das Nicht-Subjektfahrzeug 56c erfasst haben, wie in den 37 bis 40 dargestellt, bestimmt der Regler 41 für die Fahrunterstützung, dass sich das Nicht-Subjektfahrzeug 56c fast wie vorhergesagt bewegt hat.
• Auf Straßen gibt es typischerweise eine Vielzahl von Hindernissen. Die Hindernisse umfassen andere Fahrzeuge, Zweiräder, Fahrräder und Fußgänger als das Subjektfahrzeug 1, stationäre Hindernisse und sich individuell bewegende Hindernisse. Da das Fahrunterstützungssystem mit der oben genannten Konfiguration dem Fahrer und den Insassen die Existenz von Hindernissen in der Umgebung des Subjektfahrzeugs 1, die Positionsbeziehungen zwischen den Hindernissen und dem Subjektfahrzeug 1 sowie das Verhalten der Hindernisse bekannt macht, erleichtert es die Vermeidung von Kollisionen mit den Hindernissen.
• Selbst eine Konfiguration, die teilweise verschieden von derjenigen der Ausführungsform 5 ist, wie in den folgenden Punkten (1) bis (3) beschrieben, kann die gleichen Vorteile wie die Konfiguration gemäß Ausführungsform 5 bieten.
• (1) Jede der stereoskopischen Kameras und Millimeterwellenradare kann durch einen Ultraschallsensor ersetzt werden. Der Ultraschallsensor kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Ziels und den Abstand zu einem Hindernis feststellen, wenn übertragene Ultraschallwellen vom Ziel reflektiert werden und der Ultraschallsensor die reflektierten Wellen empfängt. Die Erkennungsempfindlichkeit des Ultraschallsensors ist unabhängig von einem Reflexionskoeffizienten des Ziels. Der Ultraschallsensor ist staub- und schmutzunempfindlich und kann sowohl ein transparentes Objekt wie Glas als auch ein kompliziertes Objekt wie Drahtgewebe erfassen. Des Weiteren ist der Ultraschallsensor preisgünstig. Allerdings haben Schallwellen eine geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit als elektromagnetische Wellen. Der Ultraschallsensor hat einen Abstand von 10 m, der kürzer ist als der von Millimeterwellenradaren. Daher kann der Ultraschallsensor als Sonar beim Einparken eines Fahrzeugs benutzt werden.
• (2) Die stereoskopischen Kameras und die Millimeterwellenradare können zu Light Detection and Ranging (LiDAR) umgebaut werden. Das LiDAR kann nicht nur den Abstand zu einem Ziel, sondern auch die Position und die Form des Ziels genau erfassen, wenn ein übertragenes Laserlicht (Infrarotstrahlen) vom Ziel reflektiert wird und das LiDAR die reflektierten Wellen empfängt. Da das LiDAR Infrarotstrahlen mit einer kürzeren Wellenlänge als elektromagnetische Wellen benutzt, kann das LiDAR ein kleineres Hindernis und ein Hindernis mit einem niedrigeren Reflexionskoeffizienten als bei Millimeterwellenradaren erfassen. Folglich ist das LiDAR geeignet, wenn die Form eines Hindernisses und die Lagebeziehung zum Hindernis genau erfasst werden müssen. Es ist zu beachten, dass das LiDAR jedoch teurer ist als Millimeterwellenradare und die Erfassungsfähigkeit des LiDAR bei schlechtem Wetter abnimmt.
• (3) Wenn das Fahrunterstützungssystem beispielsweise die Bodenwelle 57a, das Schlagloch 57b und das Hindernis 57c auf der Straße in 36 erfasst, kann die Straßenoberfläche durch Übertragung der Erfassungsergebnisse an ein Straßenwartungszentrum gewartet werden. Zum Beispiel kann der Regler 41 der Fahrunterstützung beim Regeln der Bodenwelle 57a automatisch einen vordefinierten Server der Straßenmeisterei über die Koordinaten, an denen die Bodenwelle 57a erkannt wurde, und die Erfassungsergebnisse informieren. Die Straßenmeisterei kann dann z.B. die im Server gespeicherten Koordinaten und den Typ der Bodenwelle 57a auf der Straße organisieren und Prioritäten für die Instandhaltung erzeugen und damit einen Instandhaltungsbefehl an Baufahrzeuge für Instandhaltungsbetriebe erteilen.
• [Ausführungsform 6]
• 41 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 6 darstellt. Das Fahrunterstützungssystem in 41 hat eine Konfiguration, die durch Hinzufügen einer StraßenoberflächenZustandsmesseinheit 31, eines StraßenoberflächenZustandssensors 32 und eines Laser-Fahrzeughöhenmessers 33 zu der Konfiguration in 29 gemäß Ausführungsform 5 erhalten wird.
• 42 ist eine Seitenansicht, die die Installationspositionen des Sensors für den Zustand der Straßenoberfläche 32 und des Laser-Fahrzeughöhenmessers 33 darstellt. 42 stellt eine Messrichtung 32a des Sensors für den Zustand der Straßenoberfläche 32 und eine Messrichtung 33a des Laser-Fahrzeughöhenmessers 33 dar.
• Der Straßenzustandssensor 32 erfasst (überwacht) den Zustand der Straßenoberfläche unmittelbar unterhalb des Subjektfahrzeugs 1. Der Straßenzustandssensor 32 bestrahlt beispielsweise eine Straßenoberfläche mit Nahinfrarot-Laserlicht mit einer Vielzahl von Wellenlängen, um die Reflexion von der Straßenoberfläche zu messen, wodurch der Zustand der Straßenoberfläche einschließlich der Rauheit der Straßenoberfläche und der Dicke einer trockenen Schicht, einer nassen Schicht, einer vereisten Schicht und einer verdichteten Schneeschicht auf der Straßenoberfläche erfasst wird. Das Laser-Fahrzeughöhenmessgerät 33 bestrahlt die Straßenoberfläche diagonal mit Laserlicht und empfängt von der Straßenoberfläche reflektiertes Licht, um einen Abstand (eine Fahrzeughöhe) zwischen der Straßenoberfläche und dem Subjektfahrzeug 1 durch Trigonometrie sowie einen Riss, ein Schlagloch, eine Spurrille und einen Ebenheitsdefekt auf der Straßenoberfläche zu erfassen.
• Die Straßenoberflächenzustandsmesseinheit 31 bestimmt einen integrierten Straßenoberflächenzustand, basierend auf Erfassungsergebnissen des Straßenoberflächenzustandssensors 32 und des Laser-Fahrzeughöhenmessers 33.
• Der Regler für die Fahrunterstützung 41 veranlasst die Anzeige 18, einen Bildschirm darzustellen und eine Sprachführung bereitzustellen, die auf den Ergebnissen der Bestimmung des Zustands der Straßenoberfläche durch die Regelungseinheit 31 basiert, sodass der Fahrer und die Insassen beispielsweise über den Fahrkomfort und den Einfluss auf das Fahren informiert werden. Wenn basierend auf den Bestimmungsergebnissen der Straßenoberflächenzustandsmesseinheit 31 bestimmt wird, dass das Fahren des Subjektfahrzeugs 1 beeinträchtigt wird, veranlasst der Regler für die Fahrunterstützung 41, dass die Anzeige 18 einen Bildschirm anzeigt und die Sprachführung bereitstellt, sodass der Fahrer und die Insassen über eine Warnung und eine Ausweichwarnung informiert werden.
• [Zusammenfassung der Ausführungsform 6]
• Das Fahrunterstützungssystem gemäß Ausführungsform 6 ermöglicht es dem Fahrer und den Insassen, einen Zustand der Straßenoberfläche im Voraus zu kennen. So kann der Fahrer durch Verlangsamung oder vorsichtiges Fahren in der Nähe der Stelle angemessen fahren.
• [Modifikationen]
• Das Fahrunterstützungssystem kann einen Zustand der Straßenoberfläche an ein Straßenwartungszentrum übertragen, um eine Straßenoberfläche zu warten. Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass das Fahren des Subjektfahrzeugs 1 gestört ist, kann der Regler 41 für die Fahrunterstützung automatisch einen vordefinierten Server einer Straßenmeisterei über die Koordinaten, an denen die Bestimmung gemacht wurde, und die Bestimmungsergebnisse informieren. Die Straßenmeisterei kann dann z.B. die im Server gespeicherten Koordinaten über den Zustand der Straßenoberfläche organisieren und Prioritäten für die Instandhaltung erzeugen und damit einen Instandhaltungsbefehl an die Fahrzeuge für die Instandhaltungsarbeiten erteilen.
• [Ausführungsform 7]
• 43 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrunterstützungssystems gemäß Ausführungsform 7 konfiguriert darstellt. Das Fahrunterstützungssystem in 43 hat eine Konfiguration, die durch Hinzufügen eines Fahrzeugreglers 42, eines Fahrreglers 43, eines Bremsreglers 44 und eines Lenkreglers 45 zu der Konfiguration in 41 gemäß Ausführungsform 6 erhalten wird.
• Der Fahrunterstützungsregler 41 regelt den Fahrzeugregler 42 basierend auf Informationen von der Informationsausgabeeinheit 17, der Bedienungseingabeeinheit 19, der Fahrzeugumgebungsmesseinheit 21 und der Straßenoberflächenzustandsmesseinheit 31.
• Der Fahrzeugregler 42 verfügt über Funktionen, die einen Spurhalteassistenten (LKA), einen Spurwechselassistenten (LCA), einen adaptiven Geschwindigkeitsregler (ACC) und eine erweiterte Notbremsung (AEB) umfassen. Der Fahrzeugregler 42 regelt beispielsweise einen Motor, eine Bremse und eine Lenkung unter der Kontrolle des Reglers für die Fahrunterstützung 41, unter Benutzung des Fahrreglers 43, des Bremsreglers 44 und des Lenkreglers 45.
• Der Fahrregler 43 regelt ein Antriebssystem, indem er z.B. die Kraftstoffeinspritzung des Motors anpasst und einen Gang entsprechend der Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs wählt. Der Bremsregler 44 regelt die Bremse, wenn z.B. ohne einen Betrieb der Bremse durch den Fahrer eine Kollisionsgefahr besteht. Der Lenkungsregler 45 betreibt die Lenkung, um eine Fahrtrichtung des Subjektfahrzeugs 1 zu regeln.
• [Zusammenfassung der Ausführungsform 7]
• Das vorgenannte Fahrunterstützungssystem gemäß Ausführungsform 7 kann die Fahrt des Subjektfahrzeugs 1 unter Nutzung der durch Satellitenpositionierung und Hybridpositionierung erhaltenen Ergebnisse einer hohen Positionsgenauigkeit in geeigneter Weise regeln. Als nächstes werden einige Beispiele für die Regelung des Subjektfahrzeugs 1 beschrieben.
• [Beispiele für die Regelung des Fahrzeugs in Ausführungsform 7]
• 44 stellt eine beispielhafte Fahrregelung dar, die verhindert, dass das Subjektfahrzeug 1 aus einer Spur herausfährt. Einige Zeichnungen im Anschluss an 44 stellen einen inneren Abschnitt dar, der sich in einem vordefinierten Abstand d11 von der rechten und linken weißen Linie einer Fahrspur befindet, unter Benutzung von doppelt gestrichelten Kettenlinien.
• Wenn der Fahrer den Regler für die Fahrunterstützung 41 auffordert, die Funktion der Spurhalteunterstützung über die Bedienungseingabeeinheit 19 zu implementieren, regelt der Regler für die Fahrunterstützung 41 den Fahrzeugregler 42 so, dass der Fahrregler 43, der Bremsregler 44 und der Lenkregler 45 geregelt werden. Diese Regelung erlaubt es dem Subjektfahrzeug 1, einen Fahrzeugabstand zu einem vorausfahrenden Nicht-Subjektfahrzeug einzuhalten und unter Einhaltung des vorgegebenen Abstandes d11 zu den rechten und linken weißen Linien der Fahrspur zu fahren.
• Die Anzeige 18 informiert den Fahrer und die Insassen über einen Bildschirm und per Sprache darüber, ob die Funktion zur Unterstützung der Spur beibehalten werden soll. Wenn die Funktion zur Unterstützung des Spurhaltens implementiert ist und eine der rechten und linken weißen Linien der Fahrspur, die von der stereoskopischen Frontkamera 22 erfasst wird, eine unterbrochene Linie ist, interpoliert die das Fahrzeug umgebende Messeinheit 21 die Leerstellen der unterbrochenen Linie linear mit den vorderen und hinteren weißen Abschnitten, um die Grenzen (Konturen) der durchgehenden Fahrspur zu bestimmen. Die Ausgabeeinheit 17 gibt an den Regler 41 für die Fahrunterstützung Koordinaten aus, die die Grenzen einer von der Kartenabgleicheinheit 16 als Fahrspur identifizierten Spur, die Art der Fahrspur (durchgezogene Linie und gestrichelte Linie) und die Subjektfahrzeugposition angeben. Der Regler für die Fahrunterstützung 41 regelt die Abstände zwischen der Subjektfahrzeugposition und den rechten und linken weißen Linien der Fahrspur, indem er die Koordinaten, die die Grenzen der Fahrspur, die Art der Fahrspur (durchgezogene und gestrichelte Linie) und die Subjektfahrzeugposition angeben, mit den Begrenzungslinien der Fahrspur vergleicht, die von der das Fahrzeug umgebenden Messeinheit 21 erhalten werden.
• Bei einer solchen Konfiguration unterstützt der Regler 41 für die Fahrunterstützung die Spurhaltung des Subjektfahrzeugs 1 unter Nutzung einer Beziehung zwischen den Koordinaten, die die Begrenzung der von der Kartenabgleicheinheit 16 als Fahrspur identifizierten Spur angeben, und der Subjektfahrzeugposition von der Ausgabeeinheit 17. Selbst wenn beispielsweise ein Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und einem vorausfahrenden Nicht-Subjektfahrzeug kürzer wird und die stereoskopische Frontkamera 22 vorübergehend die rechte und linke weiße Linie der Fahrspur nicht erfassen kann, kann dem Fahrer und den Insassen die Unterstützung für ein stabiles Halten der Spur bereitgestellt werden, solange ein Zustand beibehalten wird, in dem ein Vorhersagefehler der Subjektfahrzeugposition niedriger als oder gleich einem vordefinierten Fehler ist.
• 45 und 46 stellen Beispiele für das Bestimmen eines Spurwechsels basierend auf dem Typ (durchgezogene Linie und gestrichelte Linie) jeder der rechten und linken weißen Linien der Fahrspur vor dem Subjektfahrzeug 1 dar.
• In 45 ist jede der rechten und linken weißen Linien der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 eine durchgezogene Linie, außerhalb derer ein Fahrzeug nicht fahren darf. Selbst wenn die Bedienungseingabeeinheit 19 einen Betrieb zur Unterstützung des Spurwechsels vom Fahrer empfängt, setzt der Regler 41 für die Fahrunterstützung einen Befehl zum Wechseln der Fahrspur aus und gibt einen Befehl zum Beibehalten der Fahrspur an den Regler 42 des Fahrzeugs aus.
• In 46 ist die rechte weiße Linie der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 eine gestrichelte Linie, über die ein Fahrzeug fahren kann. Wenn die Bedienungseingabeeinheit 19 einen Betrieb zur Unterstützung des Spurwechsels vom Fahrer empfängt, bestätigt der Regler 41 für die Fahrunterstützung, dass kein Hindernis in der Umgebung des Subjektfahrzeugs 1 vorhanden ist, und erzeugt dann eine Fahrspur 58, die Koordinaten und einen Azimut umfasst. Anschließend gibt der Regler 41 für die Fahrunterstützung an den Regler 42 des Fahrzeugs einen Befehl zum Ändern der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 entlang des Bewegungspfads 58 aus.
• Nach Erhalt dieses Befehls weist der Fahrzeugregler 42 den Fahrregler 43, den Bremsregler 44 und den Lenkregler 45 an, sodass das Subjektfahrzeug 1 den Bewegungspfad 58 durchfährt, wodurch die Fahrspur auf eine Spur rechts von der aktuellen Bewegungspfad gewechselt wird. Die Ausgabeeinheit 17 gibt an den Regler 41 für die Fahrunterstützung Koordinaten aus, die die Grenzen einer Spur, die von der Kartenabgleicheinheit 16 als Fahrspur identifiziert wurde, den Typ der Fahrspur (durchgezogene Linie und gestrichelte Linie) und die Subjektfahrzeugposition angeben. Der Regler für die Fahrunterstützung 41 regelt die Abstände zwischen der Subjektfahrzeugposition und der rechten und linken weißen Linie der Fahrspur, indem er die Koordinaten, die die Begrenzungen der Fahrspur, die Art der Fahrspur (durchgezogene Linie und gestrichelte Linie) und die Subjektfahrzeugposition angeben, mit den Begrenzungslinien der Fahrspur vergleicht, die von der das Fahrzeug umgebenden Messeinheit 21 erhalten werden.
• Selbst wenn beispielsweise ein Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und einem vorausfahrenden Nicht-Subjektfahrzeug kürzer wird und die stereoskopische Frontkamera 22 vorübergehend die rechte und linke weiße Linie der Fahrspur nicht erfassen kann, kann die vorgenannte Konfiguration, solange ein Zustand, in dem ein Positionierungsfehler der Position des Subjektfahrzeugs niedriger als oder gleich einem vordefinierten Fehler ist, fortgesetzt wird, unter Verwendung mindestens eines der Typen der weißen Linie von der Informationsausgabeeinheit 17 oder des Typs der weißen Linie von der fahrzeugumgebenden Messeinheit 21 bestimmen, ob ein Spurwechsel erfolgen soll. Das Fahrunterstützungssystem kann das Fahren des Subjektfahrzeugs 1 unterstützen, sodass das Subjektfahrzeug 1 die Verkehrsregeln befolgt.
• Darüber hinaus unterstützt der Regler für die Fahrunterstützung 41 die Einhaltung der Fahrspur unter Nutzung der Beziehungen zwischen den Koordinaten, die die Grenzen der von der Kartenabgleicheinheit 16 als Fahrspur identifizierten Spur angeben, und der Subjektfahrzeugposition von der Ausgabeeinheit 17. Selbst wenn beispielsweise ein Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und einem vorausfahrenden Nicht-Subjektfahrzeug kürzer wird und die stereoskopische Frontkamera 22 vorübergehend die rechte und linke weiße Linie der Fahrspur nicht erfassen kann, kann dem Fahrer und den Insassen eine stabile Unterstützung beim Halten der Fahrspur bereitgestellt werden, solange ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem ein Vorhersagefehler der Subjektfahrzeugposition niedriger als oder gleich einem vordefinierten Fehler ist.
• 47 bis 51 stellen in chronologischer Reihenfolge ein Beispiel dar, bei dem das Subjektfahrzeug 1 fährt und dabei ein vor dem Subjektfahrzeug 1 parkendes Nicht-Subjektfahrzeug 56d ausweicht und überholt.
• 47 stellt dar, dass das vordere Millimeterwellenradar 23 ein Hindernis vor der Fahrspur des Subjektfahrzeugs 1 erkennt und die vordere stereoskopische Kamera 22 erkennt, dass die rechte Linie der Fahrspur eine gestrichelte Linie ist. Der Regler 41 für die Fahrunterstützung regelt die Koordinaten der Subjektfahrzeugposition, die Koordinaten des Hindernisses vor dem Subjektfahrzeug 1 und den Typ der weißen Linie in einem virtuellen Raum pro Spur.
• 48 stellt dar, dass sich das Subjektfahrzeug 1 einem Hindernis bis zu einem Abstand nähert, in dem die stereoskopische Frontkamera 22 das Hindernis als parkendes Nicht-Subjektfahrzeug 56d erfassen kann. In diesem Fall erzeugt der Regler 41 für die Fahrunterstützung den Fahrweg 58 zum Überholen des Nicht-Subjektfahrzeugs 56d, wenn die Bedienungseingabeeinheit 19 einen Betrieb zur Implementierung der Spurwechselunterstützung vom Fahrer empfängt, fügt den Fahrweg 58 dem virtuellen Raum hinzu und aktualisiert die Abbildung einschließlich der Subjektfahrzeugposition und der weißen Linien der Fahrspur, wann immer dies erforderlich ist. Der Bewegungspfad 58 stellt einen Raum mit einem vordefinierten Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und dem Nicht-Subjektfahrzeug 56d bereit, und zwar an einer Stelle, an der das Subjektfahrzeug 1 eine Seite des Nicht-Subjektfahrzeugs 56d überholt.
• In 49 bewegt sich das Subjektfahrzeug 1 entlang des Bewegungspfads 58, um dem Nicht-Subjektfahrzeug 56d auszuweichen, während die stereoskopische Frontkamera 22 die Positionsbeziehung zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und dem Nicht-Subjektfahrzeug 56d überprüft. Der Regler für die Fahrunterstützung 41 regelt die Regelungseinheit 43, die Bremsregelungseinheit 44 und die Lenkeinheit 45 so, dass die Subjektfahrzeugposition und der Fahrazimut, die von der Hybridpositionierung 14 bestimmt werden, dem Fahrweg 58 folgen, und aktualisiert auch die Informationen, die dem virtuellen Raum zugeordnet sind. Diese Regelungen und Aktualisierungen werden in 50 und 51 durchgeführt.
• 50 stellt das Subjektfahrzeug 1 dar, das eine Seite des Nicht-Subjektfahrzeugs 56d überholt. Das Subjektfahrzeug 1 und das Nicht-Subjektfahrzeug 56d haben einen vordefinierten Abstand d11. Während sich das Subjektfahrzeug 1 im Zustand von 50 entlang des Bewegungspfads 58 bewegt, hört das linke vordere Millimeterwellenradar 25 allmählich auf, das Nicht-Subjektfahrzeug 56d zu erfassen, während das linke hintere Millimeterwellenradar 27 allmählich das Nicht-Subjektfahrzeug 56d erfasst.
• In 51 hört das linke hintere Millimeterwellenradar 27 auf, das Nicht-Subjektfahrzeug 56d zu erfassen, und das Subjektfahrzeug 1 bewegt sich entlang des Bewegungspfads 58, der zur ursprünglichen Spur zurückkehrt.
• Zum Beispiel, wenn das Nicht-Subjekt-Fahrzeug 56d vor dem Subjekt-Fahrzeug 1 geparkt ist, stellt die oben erwähnte Konfiguration die Fahrunterstützung bereit, sodass das Subjekt-Fahrzeug 1 sich entlang des Bewegungspfades 58 bewegt, der den Raum mit dem Abstand d16 zwischen dem Subjekt-Fahrzeug 1 und dem Nicht-Subjekt-Fahrzeug 56d hat, während die Abwesenheit anderer Hindernisse um das Subjekt-Fahrzeug 1 bestätigt wird. Da die Konfiguration verhindern kann, dass das Subjektfahrzeug 1 weiterhin hinter dem Nicht-Subjektfahrzeug 56d warten muss, können Verkehrsstaus reduziert werden.
• Die 52 bis 54 stellen dar, dass das Subjektfahrzeug 1, wenn es auf einer einzigen Spur in einer Richtung auf einer Straße fährt und sich einer Kreuzung nähert, einmal vor der Kreuzung hält und dann vor der Kreuzung weiterfährt.
• In 52 erkennt die stereoskopische Frontkamera 22 das Vorhandensein eines Fußgängers, der die Kreuzung überschreitet, und einer Haltelinie zwischen dem Subjektfahrzeug 1 und der Kreuzung und erkennt auch die rechte und linke weiße Linie der Fahrspur als durchgezogene Linien. Der Regler 41 für die Fahrunterstützung regelt zum Beispiel in einem virtuellen Raum die Subjektfahrzeugposition, die weißen Linien der Fahrspur sowie die Koordinaten und die Größe der Haltelinie und des Fußgängerüberwegs.
• 53 stellt dar, dass das Subjektfahrzeug 1 vor der Haltelinie vor der Kreuzung hält. Hier erkennt die stereoskopische Frontkamera 22 einen Fußgänger, der die Kreuzung überschreitet, und das vordere Millimeterwellenradar 23 erkennt ein Hindernis vor dem Fußgängerüberweg. Der Regler 41 für die Fahrunterstützung regelt die Koordinaten und die Größe des Fußgängers und des Hindernisses vor der Kreuzung. Darüber hinaus bestimmt der Regler 41 für die Fahrunterstützung, ob der Abstand d18 zwischen dem Fußgängerüberweg und dem Hindernis vor dem Fußgängerüberweg größer ist als die Länge des Subjektfahrzeugs 1, d. h., ob zwischen dem Fußgängerüberweg und dem Hindernis vor dem Fußgängerüberweg ein Raum vorhanden ist, in den das Subjektfahrzeug 1 einfahren kann oder nicht. 53 stellt das Vorhandensein des Raums dar, in den das Subjektfahrzeug 1 einfahren kann, und zwar zwischen dem Fußgängerüberweg und einem Nicht-Subjektfahrzeug 56e vor dem Fußgängerüberweg. Hier bestimmt der Regler für die Fahrunterstützung 41, dass das Subjektfahrzeug 1 vor der Kreuzung weiterfahren kann, wenn ein Verkehrssignal grün wird, veranlasst die Anzeige 18, dies dem Fahrer und den Insassen über einen Bildschirm und per Sprache mitzuteilen, und erlaubt dem Subjektfahrzeug 1, in die Kreuzung einzufahren.
• 54 stellt im Gegensatz zu 53 dar, dass der Raum, in den das Subjektfahrzeug 1 zwischen dem Fußgängerüberweg und dem Nicht-Subjektfahrzeug 56e vor dem Fußgängerüberweg einfahren kann, nicht vorhanden ist. Hier bestimmt der Regler 41 für die Fahrunterstützung, dass das Subjektfahrzeug 1 nicht vor der Kreuzung weiterfahren kann, wenn die Ampel auf Grün schaltet, und veranlasst die Anzeige 18, den Fahrer und die Insassen durch Anzeige einer Bildaufnahme 54 und durch Sprachausgabe darauf hinzuweisen, dass sie warten sollen, bis der Raum hergestellt ist, und veranlasst das Subjektfahrzeug 1, weiter zu halten.
• Bei dieser Konfiguration hält das Subjektfahrzeug 1 einmal vor der Haltelinie vor der Kreuzung und prüft dann, ob die Lücke vor der Kreuzung vorhanden ist oder nicht. Dadurch kann verhindert werden, dass das Subjektfahrzeug 1 bei Fehlen des Platzes vor der Kreuzung irrational in die Kreuzung einfährt und den Verkehrsfluss behindert.
• [Modifikationen]
• Obwohl Ausführungsform 7 die Abbildung von Koordinaten eines Nicht-Subjektfahrzeugs in einem virtuellen Raum beschreibt, kann die Bewegung des Nicht-Subjektfahrzeugs basierend auf momentanen Koordinaten des Nicht-Subjektfahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs 1 relativ zu einer Geschwindigkeit des Nicht-Subjektfahrzeugs vorhergesagt werden. Eine solche Konfiguration ermöglicht eine Fahrzeugregelung, bei der genauere Verkehrssituationen um das Subjektfahrzeug 1 herum reflektiert werden.
• Ausführungsform 7 beschreibt, dass die stereoskopischen Kameras jeweils die Größe des Nicht-Subjektfahrzeugs erfassen, was aber nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann der Regler 41 für die Fahrunterstützung eine Datenbank herstellen, indem er im Voraus Fahrzeugmodelle mit Größen assoziiert und die Größe eines Nicht-Subjektfahrzeugs erkennt, indem er ein Fahrzeugmodell, das in der Silhouette näher an den von einer stereoskopischen Kamera erfassten Helligkeitsgrenzen liegt, als ein Fahrzeugmodell des Nicht-Subjektfahrzeugs erkennt. Darüber hinaus kann der Regler für die Fahrunterstützung 41 einen Abstand zwischen einem Subjektfahrzeug und einem Nicht-Subjektfahrzeug berechnen, der auf der Größe des vom Fahrzeugmodell erfassten Nicht-Subjektfahrzeugs und der von einer stereoskopischen Kamera erfassten Größe des Nicht-Subjektfahrzeugs basiert.
• [Andere Modifikationen]
• Der GNSS-Empfänger 11, der Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12, die positionsbasierenden Satellitenauswahlmittel 131, die Schwebelösungsberechnungsmittel 132, die positionsbasierenden Satellitenauswahlmittel 133, die Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel 134, die Fixlösungsberechnungsmittel 135 und die Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136, die in 1 beschrieben sind, werden im Folgenden als „GNSS-Empfänger 11, usw.“ bezeichnet. Eine Verarbeitungsschaltung 81 in 55 implementiert die GNSS-Empfänger 11 usw. Im Einzelnen umfasst die Verarbeitungsschaltung 81: den GNSS-Empfänger 11, der Teile von Beobachtungsdaten einer Vielzahl von GNSS-Satelliten und ein Teil von Umlaufbahndaten der Vielzahl von GNSS-Satelliten erhält; den Positionierungsaugmentationssignalempfänger 12, der Positionierungsaugmentationsdaten von Positionierungsaugmentationssatelliten oder dem Internet erhält; das positionsbasierte Satellitenauswahlmittel 131, das positionsbasierte Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten auswählt; das AlleinstehpositionslösungsBerechnungsmittel 132, das eine Alleinstehpositionslösung bestimmt, basierend auf Teilen von Beobachtungsdaten und einem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten, ohne die Positionierungsaugmentationsdaten zu benutzen; das Schwebelösungsberechnungsmittel 133, das eine Schwebelösung bestimmt, die einen Trägerphasenbias enthält, basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten und den Positionierungsaugmentationsdaten; das Mehrdeutigkeitssuch- und-Testmittel 134, das eine ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt, basierend auf dem Trägerphasenbias der Schwebelösung; das Schwebelösungsberechnungsmittel 135, das eine Positionslösung basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und den Teilen der Umlaufbahndaten des positionsbasierten Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten und der ganzzahligen Mehrdeutigkeit bestimmt; und das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel 136, das irgendeine der eigenständigen Positionslösung, der Schwebelösungsberechnungsmittel, der Positionslösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung anzeigt, als eine Positionslösung festlegt und einen Positionierungsfehler der Positionslösung pro Epoche vorhersagt. Bei dieser Verarbeitungsschaltung 81 kann es sich um eine spezielle Hardware oder um einen Prozessor handeln, der ein in einem Speicher abgelegtes Programm durchführt. Bei dem Prozessor handelt es sich beispielsweise um eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine Verarbeitungseinheit, eine arithmetische Einheit, einen Mikroprozessor, einen Mikrocomputer oder einen digitalen Signalprozessor (DSP).
• Handelt es sich bei der Verarbeitungsschaltung 81 um spezielle Hardware, so ist die Verarbeitungsschaltung 81 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine beliebige Kombination davon. Die Funktionen jeder der Einheiten, z.B. der GNSS-Empfänger 11 usw., können durch eine Schaltung implementiert werden, die durch Verteilung einer Verarbeitungsschaltung erhalten wird, oder die Funktionen der Einheiten können gemeinsam durch eine einzige Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
• Wenn die Verarbeitungsschaltung 81 ein Prozessor ist, werden die Funktionen der GNSS-Empfänger 11 usw. durch beliebige Kombinationen mit Software usw. implementiert. Bei der Software usw. handelt es sich zum Beispiel um Software, Firmware oder Software und Firmware. Die Software wird zum Beispiel als Programm beschrieben und in einem Speicher gespeichert. Wie in 56 dargestellt, implementiert ein Prozessor 82, der als Verarbeitungsschaltung 81 angewendet wird, die Funktionen jeder der Einheiten durch Lesen und Durchführen des in einem Speicher 83 gespeicherten Programms. Mit anderen Worten, die Positionierungsvorrichtung umfasst den Speicher 83 zum Speichern eines Programms, das, wenn es von der Verarbeitungsschaltung 81 durchgeführt wird, die folgenden Schritte ausführt Erhalten von Teilen von Beobachtungsdaten einer Vielzahl von GNSS-Satelliten und eines Teils von Umlaufbahndaten der Vielzahl von GNSS-Satelliten; Erhalten von Positionierungsaugmentationsdaten von Positionierungsaugmentationssatelliten oder dem Internet; Auswählen von positionsbasierten Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten; Bestimmen einer Alleinstehpositionslösung, die auf Teilen von Beobachtungsdaten und einem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten basiert, ohne die Positionierungsaugmentationsdaten zu benutzen; Bestimmen einer Schwebelösung, die einen Trägerphasenbias umfasst, basierend auf den Teilen von Beobachtungsdaten und dem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, und den Positionierungsaugmentationsdaten; Bestimmen einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit basierend auf der Trägerphasenverzerrung der Schwebelösung; Bestimmen einer Fixlösung basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten und der ganzzahligen Mehrdeutigkeit; und Festlegen einer der eigenständigen Positionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung anzeigt, als eine Positionslösung und Vorhersagen eines Positionierungsfehlers der Positionslösung pro Epoche. Anders ausgedrückt, veranlasst dieses Programm einen Computer, Prozeduren oder Verfahren an den GNSS-Empfängern 11 usw. durchzuführen. Beispiele für den Speicher 83 können hier nichtflüchtige oder flüchtige Halbleiterspeicher wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM) und einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disk, eine Minidisk, eine Digital Versatile Disc (DVD), eine entsprechende Vorrichtung und ferner ein beliebiges Speichermittel umfassen, das in Zukunft benutzt werden soll.
• Die Konfiguration zur Implementierung der Funktionen der GNSS-Empfänger 11 usw. unter Nutzung einer der Hardware und der Software usw. ist oben beschrieben. Die Konfiguration ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern ein Teil der GNSS-Empfänger 11 usw. kann durch dedizierte Hardware implementiert werden, und ein anderer Teil davon kann durch Software usw. implementiert werden. Beispielsweise können die Verarbeitungsschaltung 81, eine Schnittstelle und ein Empfänger, die als dedizierte Hardware fungieren, die Funktionen der GNSS-Empfänger 11 usw. implementieren, und die Verarbeitungsschaltung 81, die als Prozessor 82 fungiert, kann die Funktionen der anderen konstituierenden Elemente durch Lesen und Ausführen eines im Speicher 83 gespeicherten Programms implementieren.
• Wie oben beschrieben, kann die Verarbeitungsschaltung 81 jede der Funktionen durch Hardware, Software usw. oder beliebige Kombinationen davon implementieren.
• Darüber hinaus ist die oben erwähnte Positionierungsvorrichtung auf ein Positionierungssystem anwendbar, das als ein System aufgebaut ist, das durch eine geeignete Kombination folgender Elemente erhalten wird: Fahrzeug Equipment, wie z.B. tragbare Navigationsgeräte (PNDs), Navigationsgeräte und ein Fahrerüberwachungssystem (DMS), Kommunikationsendgeräte, einschließlich Mobilendgeräte, wie z.B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone und ein Tablet, Funktionen von Anwendungen, die in mindestens einem der Fahrzeuggeräte oder den Kommunikationsendgeräten zu installieren sind, und ein Server. Die Funktionen und die Bestandteile der vorgenannten Positionierungsvorrichtung können den Vorrichtungen, die das System bilden, verstreut zugewiesen werden oder einer der Vorrichtungen auf zentralisierte Weise zugewiesen werden.
• Die Ausführungsformen und die Modifikationen können frei kombiniert oder in geeigneter Weise modifiziert und ausgelassen werden.
• Die vorstehende Beschreibung ist in allen Aspekten illustrativ und nicht beschränkend. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen, die noch nicht beispielhaft beschrieben wurden, denkbar sind.
• ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
• 11 GNSS-Empfänger, 12 Positionierungsaugmentationssignalempfänger, 131 Schwebelösungsberechnungsmittel für positionsbasierte Satellitenauswahlmittel, 132 Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel, 133 Schwebelösungsberechnungsmittel, 134 Mehrdeutigkeitssuch-und-Testmittel, 135 Fixlösungsberechnungsmittel, 136 Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel, 141 Geschwindigkeitssensor, 144 Winkelgeschwindigkeitssensor, 147 Koppelnavigationsmittel, 148 Hybridpositionierungsmittel, 149 Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel.
• 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 5590010 [0006]
• JP 5083749 [0006]
• JP 2017138502 [0006]
• JP 2010071686 [0006]
• JP 4988028 [0029, 0049, 0112]
• JP 6482720 [0029, 0049, 0112, 0135]
• JP 5855249 [0049, 0112]
• JP 3137784 [0106]
• JP 3751513 [0106]
• JP 5606656 [0123]
• JP 3321096 [0124]
• JP 3727489 [0124]

Claims (9)

1. Positionierungsapparat, umfassend: ein GNSS-Erhaltungsmittel zum Erhalten eines Teils von Beobachtungsdaten, die für jedes der Positionierungssignale von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten einen Pseudobereich, eine Trägerphase und eine Dopplerverschiebungsfrequenz umfassen, und eines Teils von Umlaufbahndaten der Vielzahl von GNSS-Satelliten; ein Positionierungsaugmentationsdatenerhaltungsmittel zum Positionierungsaugmentationsdaten von Positionierungsaugmentationssatelliten oder dem Internet zu erhalten; ein positionsbasiertes Satellitenauswahlmittel zum Auswählen positionsbasierter Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten; ein Alleinstehpositionslösungsberechnungsmittel zum Bestimmen einer Alleinstehpositionslösung, basierend auf Teilen von Beobachtungsdaten und einem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, ohne die Positionierungsaugmentationsdaten zu benutzen; ein Schwebelösungsberechnungsmittel zum Bestimmen einer Schwebelösung, die einen Trägerphasenbias umfasst, basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten und den Positionierungsaugmentationsdaten; ein Such-und-Testmittel zum Bestimmen einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit basierend auf dem Trägerphasenbias der Schwebelösung; ein Fixlösungsberechnungsmittel zum Bestimmen einer Fixlösung, basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierten Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten und der ganzzahligen Mehrdeutigkeit; und ein Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel zum Einstellen eines beliebigen Satzes aus der Alleinstehpositionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung angibt, als Positionslösung und zum Vorhersagen eines Positionierungsfehlers der Positionslösung pro Epoche.
2. Positionierungsapparat nach Anspruch 1, wobei jedes der Positionierungssignale ferner einen ionosphärischen Verzögerungsfehler umfasst, die Positionierungssignale ein erstes Positionierungssignal und ein zweites Positionierungssignal umfassen, die in verschiedenen Frequenzbändern liegen, und das positionsbasierten Satellitenauswahlmittel: erste Pseudobereichsreste bestimmt, basierend auf einem Vergleich zwischen den Pseudobereichen und den Trägerphasen oder den Dopplerverschiebungsfrequenzen, die alle in den empfangenen Positionierungssignalen enthalten sind; zweite Pseudobereichsreste bestimmt, indem der ionosphärische Verzögerungsfehler des ersten Positionierungssignals mit dem ionosphärischen Verzögerungsfehler des zweiten Positionierungssignals verrechnet wird, wenn sowohl das erste Positionierungssignal als auch das zweite Positionierungssignal vorhanden sind; vorläufige positionsbasierende Satelliten auswählt, deren Kommunikationsqualität höher als oder gleich einer ersten Schwelle ist, aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten, basierend auf mindestens einem der ersten Pseudobereichsreste oder der zweiten Pseudobereichsreste der Vielzahl von GNSS-Satelliten; und die positionsbasierten Satelliten auswählt, deren Kommunikationsqualität höher als oder gleich einer zweiten Schwelle ist, die höher als die erste Schwelle ist, und deren Anzahl von Teilen von Beobachtungsdaten niedriger als oder gleich einer Schwelle ist, aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten basierend auf mindestens einem der ersten Pseudobereichsreste oder der zweiten Pseudobereichsreste der Vielzahl von GNSS-Satelliten, wenn die Anzahl von Teilen von Beobachtungsdaten der vorläufigen positionsbasierten Satelliten eine Schwelle überschreitet.
3. Positionierungsapparat nach Anspruch 1, wobei das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel: einen Positionierungsfehler der Schwebelösung pro Epoche vorhersagt, basierend auf einer Beziehung zwischen dem Positionierungsfehler der Schwebelösung und Informationen über mindestens einen der folgenden Punkte: eine Konstellation der positionsbasierten Satelliten, eine verstrichene Zeit nach dem Empfang der Positionierungsaugmentationsdaten, Beobachtungszustände der positionsbasierten Satelliten oder ein konvergierter Status der Schwebelösung; und einen Positionierungsfehler der Fixlösung pro Epoche vorhersagt, basierend auf einer Beziehung zwischen der Information und dem Positionierungsfehler der Fixlösung.
4. Positionierungsapparat nach Anspruch 3, wobei der Positionierungsapparat die Beziehung zwischen der Information und dem Positionierungsfehler der Schwebelösung und die Beziehung zwischen der Information und dem Positionierungsfehler der Fixlösung lernt.
5. Positionierungsapparat nach Anspruch 1, wobei das Schwebelösungsberechnungsmittel die Schwebelösung pro Epoche bestimmt, wenn eine vorbestimmte Berechnungsbedingung erfüllt ist, unabhängig davon, ob das Such- und Testmittel die ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt, und das Such-und-Testmittel die ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt, wenn der Positionierungsfehler der Fixlösung größer als eine erste Schwelle ist und Pseudobereichsreste der positionsbasierenden Satelliten kleiner als eine zweite Schwelle sind, bis Funkwellen der positionsbasierenden Satelliten unterbrochen oder abgeschirmt werden, da das Such-und-Testmittel die ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt, oder bis die positionsbasierenden Satelliten aktualisiert werden, da das Such-und-Testmittel die ganzzahlige Mehrdeutigkeit bestimmt.
6. Positionierungsapparat nach Anspruch 1, wobei, wenn entweder die Schwebelösung oder die Fixlösung bestimmt wird, das Satellitenpositionierungsfehlervorhersagemittel einen Positionierungsfehler der Alleinstehpositionslösung vorhersagt, basierend auf einem Positionierungsfehler der Schwebelösung oder der Fixlösung und einer Differenz zwischen der Schwebelösung oder der Fixlösung und der Alleinstehpositionslösung.
7. Positionierungsapparat nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Koppelnavigationsmittel zum Vorhersagen einer Fahrzeugposition unter Nutzung eines Sensors; ein Hybridpositionierungsmittel zum Bestimmen einer hybriden Positionslösung, basierend auf der durch das Koppelnavigationsmittel vorhergesagten Fahrzeugposition und der Alleinstehpositionslösung; und ein Hybridpositionierungsfehlervorhersagemittel zum Vorhersagen, wenn entweder die Schwebelösung oder die Fixlösung bestimmt wird, eines Positionierungsfehlers der Hybridpositionierungslösung basierend auf einem Positionierungsfehler der Schwebelösung oder der Fixlösung und einer Differenz zwischen der Schwebelösung oder der Fixlösung und der Hybridpositionierungslösung.
8. Positionierungsapparat nach Anspruch 7, wobei, wenn weder die Schwebelösung noch die Fixlösung bestimmt wird, das Hybridpositionierungsmittel einen Positionierungsfehler der Alleinstehpositionslösung unter Verwendung von Positionierungsfehlern der Alleinstehpositionslösung bestimmt, die bis zu einer vordefinierten Epoche berechnet wurden, und die Hybridpositionierungslösung basierend auf der korrigierten Alleinstehpositionslösung bestimmt.
9. Positionierungsverfahren, umfassend: Erhalten eines Teils von Beobachtungsdaten, die für jedes der Positionierungssignale von einer Vielzahl von GNSS-Satelliten einen Pseudobereich, eine Trägerphase und eine Dopplerverschiebungsfrequenz umfassen, und eines Teils von Umlaufbahndaten der Vielzahl von GNSS-Satelliten; Erhalten von Positionierungsaugmentationsdaten von Positionierungsaugmentationssatelliten oder dem Internet; Auswählen positionsbasierender Satelliten aus der Vielzahl von GNSS-Satelliten; Bestimmen einer Alleinstehpositionslösung, basierend auf Teilen von Beobachtungsdaten und einem Teil von Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, ohne die Positionierungsaugmentationsdaten zu benutzen; Bestimmen einer Schwebelösung, die einen Trägerphasenbias umfasst, basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten und den Positionierungsaugmentationsdaten; Bestimmen einer ganzzahligen Mehrdeutigkeit basierend auf dem Trägerphasenbias der Schwebelösung; Bestimmen einer Fixlösung basierend auf den Teilen der Beobachtungsdaten und dem Teil der Umlaufbahndaten der positionsbasierenden Satelliten, den Positionierungsaugmentationsdaten und der ganzzahligen Mehrdeutigkeit; und Einstellen der Alleinstehpositionslösung, der Schwebelösung, der Fixlösung und einer Nichtpositionierungslösung, die das Nichtvorhandensein einer Lösung anzeigt, als eine Positionslösung und Vorhersagen eines Positionierungsfehlers der Positionslösung pro Epoche.

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