DE19941001A1 - Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonomen Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonomen Fahrzeugs

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs (F), insbesondere eines autonomen Fahrzeugs, bei dem eine Vertikal-Komponente (B v ) und eine Horizontal-Komponente (B h ) eines Magnetfeldes (B), bezogen auf ein fahrzeugfestes Koordinatensystem (x s , y s , z s ), einer magnetischen Markierung (M) gemessen und aus diesen beiden Komponenten (B v , B h ) ein den Abstand (d min ) des Fahrzeugs (F) zur magnetischen Markierung (M) repräsentierender Abstandsvektor (A s ) bestimmt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Fahrzeug (F) einen Lagewinkelsensor (10) aufweist, durch den ein Lagewinkel (^) der aus dem Sensorsignal des fahrzeugfest angeordneten Magnetsensors (2; 2') gewonnene, auf das fahrzeugfeste Koordinatensystem (x s , y s , z s ) bezogene Abstandsvektor (A s ) in einen auf das ortsfeste Koordinatensystem (x a , y a , z a ) bezogenen Abstandsvektor (A x ) ungerechnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs, insbesondere eines autonomen Fahrzeugs, bei dem eine Vertikal-Komponente und eine Horizontal-Komponente eines Magnetfelds, bezogen auf ein fahrzeugfestes Koordinatensystem, einer magnetischen Markierung gemessen und aus diesen beiden Komponenten ein den Abstand des Fahrzeugs zur magnetischen Markierung repräsentierender, auf das fahrzeugfeste Koordinatensystem bezogener Abstandsvektor bestimmt wird.
Seit längerer Zeit sind vielfältige Anstrengungen zur Realisierung von autonomen Fahrzeugen unternommen worden, wobei unter einem autonomen Fahrzeug ein Fahrzeug verstanden wird, das sich mit oder ohne Passagiere selbständig von einem Ausgangspunkt zu einem Zielpunkt bewegt. Davon zu unterscheiden sind Fahrzeuge, die mit Draht oder Funk ferngesteuert werden, wobei also ein Mensch weiterhin außerhalb des Fahrzeugs für die Bewegung verantwortlich ist. Zur Durchführung einer derartigen autonomen Bewegung eines autonomen Fahrzeugs entlang eines vorbestimmten Fahrwegs ist es in der Regel erforderlich, die Position eines Fahrzeugs relativ zu einer Markierung oder die absolute Position, bezogen auf einen vordefinierten Nullpunkt eines absoluten, ortsfesten Koordinatensystems, zu bestimmen.
Ein Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen ist aus der US-PS 5,347,456 bekannt. Hierbei ist vorgesehen, daß jeweils die horizontale und die vertikale Komponente des Magnetfelds von magnetischen Markierungen, die entlang des zu durchfahrenden Fahrwegs in definierten Abständen angeordnet sind, gemessen werden. Die Spitzenwerte der vertikalen und der horizontalen Komponente werden erfaßt und der seitliche Abstand des Fahrzeugs zu einer jeden Markierung wird dann berechnet, wenn die vertikale Komponente ihren maximalen Wert annimmt, was bedeutet, daß das Fahrzeug den geringsten Abstand zu der magnetischen Markierung, eingenommen hat. Es ist bei dem bekannten Verfahren also lediglich möglich, den seitlichen Abstand des Fahrzeugs zu einer magnetischen Markierung zu diskreten Zeitpunkten, nämlich zu denjenigen Zeitpunkten, bei denen sich das Fahrzeug minimal beabstandet zu einer der magnetischen Markierungen befindet, zu ermitteln, was mit sich bringt, daß die daraus gewonnene Information nicht ausreicht, um ein autonomes Fahren des Fahrzeugs entlang des vorgegebenen Fahrwegs durchzuführen. Aus diesem Grund ist bei dem bekannten Verfahren vorgesehen, daß durch eine entsprechende magnetische Binärcodierung von aufeinanderfolgenden magnetischen Markierung Informationen zum Fahrzeug übermittelt werden, welche den Verlauf des Fahrwegs repräsentieren.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß nicht nur die Bestimmung einer seitlichen Versetzung zu einer magnetischen Markierung, sondern eine hinreichend genaue Positionsbestimmung, bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem, durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Fahrzeug einen Lagewinkelsensor aufweist, durch den ein Lagewinkel zwischen dem fahrzeugfesten Koordinatensystem und einem ortsfesten Koordinatensystem ermittelt wird, daß unter Benutzung des derart ermittelten Lagewinkels der aus dem Sensorsignal des fahrzeugfest angeordneten Magnetfeldsensors gewonnene, auf das fahrzeugfeste Koordinatensystem bezogenen Abstandsvektor in einen auf das ortsfeste Koordinatensystem bezogenen Abstandsvektor umgerechnet wird.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung eines Lagewinkelsensors zur Bestimmung des Lagewinkels des Fahrzeugs, insbesondere eines autonomen Fahrzeugs, besitzt den Vorteil, daß hierdurch an besonders einfacher Art und Weise möglich ist, nicht nur den minimalen Abstand des Fahrzeugs zu einer magnetischen Markierung, sondern die Position des Fahrzeugs in ortsfesten Koordinaten zu bestimmen. In vorteilhafter Art und Weise eignet sich der mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte, auf das ortsfeste Koordinatensystem bezogene Abstandsvektor besonders dazu, Ausgangspunkt von weiteren Positionsberechnungen oder -bestimmungen zu sein.
So kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß durch Addition der bekannten, auf einen definierten Nullpunkt bezogenen absoluten Position der magnetischen Markierung zum erfindungsgemäß bestimmten, auf das ortsfeste Koordinatensystem bezogenen Relativabstand zur ortsfesten Markierung die absolute Position des Fahrzeugs, bezogen auf den Nullpunkt des ortsfesten Koordinatensystems, berechnet wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß nicht nur die relative Position zur magnetischen Markierung bestimmt wird, sondern daß erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Zeit, die seit dem Passieren des dem minimalen Abstand entsprechenden Wegpunktes verstrichen ist, ermittelt werden, und daß aus den vorgenannten Größen sowie dem Lagewinkel die Relativposition des Fahrzeugs zur passierten magnetischen Markierung oder zu dem Nullpunkt des ortsfesten Koordinatensystems kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnet wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Lagewinkel aus dem Erdmagnetfeld bestimmt wird, in dem aus dem gemessenen Magnetfeld das von der magnetischen Markierung erzeugte Magnetfeld eliminiert wird. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß zur Bestimmung des Lagewinkels kein weiterer Sensor erforderlich ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines autonomen Fahrzeugs,
Fig. 2 eine Darstellung der Geometrie zur Berechnung der Position des Fahrzeugs,
Fig. 3 den qualitativen Verlauf der vertikalen und der horizontalen Feldkomponente des Magnetfelds einer magnetischen Markierung,
Fig. 4 eine Darstellung der geometrischen Verhältnisse zur Berechnung des Lagewinkels und
Fig. 5 eine Darstellung zweier an einem Fahrzeug angeordneter Magnetfeldsensoren zur Verdoppelung des Meßbereichs.
In der Fig. 1 ist ein handelsübliches und daher nicht mehr näher beschriebenes Fahrzeug F dargestellt, das einen ebenfalls an und für sich bekannten und daher ebenfalls nicht mehr weiter erläuterten Magnetfeldsensor 2 aufweist, mit dem die vertikale Komponente Bv und die horizontale Komponente Bh eines Magnetfelds einer jeden der magnetischen Markierungen M erfaßbar ist, welche den vom autonomen Fahrzeug 1 zu durchfahrenden Fahrweg festlegen. Die einzelnen magnetischen Markierungen sind hierbei ungefähr 1-1,5 m voneinander beabstandet und besitzen ein Magnetfeld, dessen Stärke vorzugsweise derart festgelegt ist, daß in einer Entfernung von ungefähr 25-70 cm von jeder magnetischen Markierung M das Magnetfeld dieser magnetischen Markierung M vom Magnetfeldsensor 2 nicht mehr erfaßbar ist, daß also ein im Mittelbereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden magnetischen Markierungen M befindlicher Magnetfeldsensor 2 nicht mehr das von den magnetischen Markierungen M hervorgerufene Magnetfeld, sondern bestenfalls das Erdmagnetfeld mißt. Der Vorteil einer derartigen Anordnung und Ausbildung der magnetischen Markierungen M mit den vorgenannten exemplarischen Werte wird weiter unten noch erläutert werden.
Die bei dem beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs F eingehenden geometrischen Verhältnisse sind nun in Fig. 2 dargestellt. Hierbei wird angenommen, daß sich das Fahrzeug F entlang des Kreisbogens K mit dem Radius R um die magnetische Markierung M bewegt. Der im Fahrzeug F installierte Magnetfeldsensor 2 mißt hierbei, bezogen auf sein eigenes, fahrzeugfestes Koordinatensystem {xs, ys, zs}, vorzeichenrichtig die Komponenten Bxs, Bys, Bzs des Magnetfelds der magnetischen Markierung M, welche mit der horizontalen Magnetfeldkomponente Bh gemäß Bh = (Bxs 2 + Bys 2)½ und mit der vertikalen Komponente Bv gemäß Bv = Bzs zusammenhängen.
In Fig. 3 ist nun ein beispielhafter, qualitativer Verlauf der vertikalen und der horizontalen Magnetfeldkomponente Bh, Bv in Abhängigkeit vom Abstand xs des Magnetfeldsensors 2 von der magnetischen Markierung M dargestellt, wobei eine geradlinige Bewegung des Fahrzeugs F entlang der strichlierten Linie der Fig. 2 zugrundegelegt wird. Man erkennt daraus, daß - entsprechend den physikalischen Grundlagen - am Punkt Pmin (xsmin, ysmin zsmin) der Fig. 2 die vertikale Magnetfeldkomponente Bv ihr Maximum aufweist, so daß die vorgenannte Position Pmin (xsmin, ysmin, zsmin) durch Erfassung des Spitzenwerts der vertikalen Magnetfeldkomponente Bv der Markierung M eindeutig identifizierbar ist. Das genaue Verfahren hierzu ist in der US 5,347,456 explizit beschrieben, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese Druckschrift bezuggenommen und deren Inhalt durch diese Bezugnahme explizit zum Gegenstand der Offenbarung dieser Anmeldung gemacht wird.
Die Bestimmung des Minimalabstands dmin alleine erlaubt noch keine Aussage über die absolute Position des Fahrzeugs F bezüglich eines ortsfesten Koordinatensystems {xa, ya za}, da für alle auf einem Kreisbogen mit dem Radius dmin liegenden Positionen Bv identisch ist.
Das fahrzeugfeste Koordinatensystem {xs, ys, zs} ist - wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist - entsprechend der absoluten Position des Fahrzeugs F gegenüber dem ortsfesten Koordinatensystem {xa, ya, za} um einen Lagewinkel ϕ verdreht. Um nun den wie oben ermittelten, auf das fahrzeugfeste Koordinatensystem {xs, ys, zs} bezogenen Abstandsvektor As in das um den Lagewinkel ϕ verschwenkte ortsfeste Koordinatensystem {xa, ya, za} transformieren zu können, ist vorgesehen, daß im Fahrzeug F ein Lagewinkelsensor 10 angeordnet ist, durch den der Lagewinkel ϕ zwischen den beiden vorgenannten Koordinatensystemen erfaßbar ist. Nachdem nun der Lagewinkel ϕ durch den Lagewinkelsensor 10 - vorzugsweise wie weiter unten noch beschrieben - ermittelt wurde, erfolgt die Koordinatentransformation vom fahrzeugfesten Koordinatensystem in das ortsfeste Koordinatensystem gemäß
(xa; ya)T = D (ϕ) (xs; ys)T,
wobei D (ϕ) die Verdrehmatrix bezeichnet.
Geht man nun davon aus, daß sich das Fahrzeug F auf der durch die strichlierte Linie in Fig. 2 repräsentierten Geraden bewegt, so ergibt sich die in ortsfesten absoluten Koordinaten ausgedrückte Position PF des Fahrzeugs F zu PF = (xaF; yaF)T = D (ϕ).((d1 2 -dmin 2)½; dmin)T (xam; yam)T,
wobei (xam, yam) die in absoluten Koordinaten ausgedrückte Position der magnetischen Markierung M ist.
Zur Abschätzung des Fehlers, der aufgrund der Annahme einer geradlinigen Fahrt entlang einer magnetischen Markierung M vorbeigemacht wird, muß die tatsächliche Position des Magnetsensors 2 auf dem Kreisbogen K auf dem sich das Fahrzeug tatsächlich bewegt, berechnet werden. Man erkennt durch einfache geometrische Überlegungen, daß bei den tatsächlich von einem Fahrzeug F durchfahrenen Kurvenradien dieser Fehler innerhalb der für ein autonomes Fahren geforderten Genauigkeit vernachlässigbar ist. Ebenfalls läßt sich leicht zeigen, daß es für die o. g. Berechnungen ausreichend ist, den Lagewinkel ϕ im Punkt Pmin zu bestimmen und ϕ = ϕmin = const. zu setzen.
Wie bereits oben erwähnt, kann der Lagewinkel ϕ mittels eines an und für sich bekannten und daher nicht mehr beschriebenen Lagewinkelsensors 10 ermittelt werden. Der ständig steigende Kostendruck im Automobilsektor erfordert jedoch häufig den Einsatz von niedrigpreisigen Lagewinkelsensoren, die prinzipiell die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs F messen und erst durch Integration dieser Winkelgeschwindigkeit den Lagewinkel ϕ bestimmen. Bei derartigen Low-cost-Lagewinkelsensoren tritt ein mit der Zeit zunehmender Winkelfehler (Drift) auf. Dieser kann mit Hilfe des Erdmagnetfeldes, welches innerhalb einer bestimmten Region als konstant angesehen werden kann, abgeglichen werden. Hierzu ist vorgesehen, daß das Erdmagnetfeld durch den Magnetfeldsensor 2 immer dann gemessen wird, wenn sich der Magnetfeldsensor 2 im Mittelbereich zwischen zwei magnetischen Markierungen M befindet, so daß die magnetischen Felder dieser magnetischen Markierungen M die Messung des Erdmagnetfeldes nicht beeinflussen. Die in die Berechnung des Lagewinkels ϕ mit Hilfe der horizontalen Komponente BErd, h eingehende Geometrie ist in Fig. 4 dargestellt. Der Winkel δ des Erdmagnetfelds bezüglich des absoluten Koordinatensystems (xa, ya, za) ergibt sich zu:
tan(δ + ϕ) = Bya/Bxa
Bei einem um den Lagewinkel ϕ verdrehten, fahrzeugfesten Koordinatensystem werden zwei Magnetfeldkomponenten Bxs und Bys gemessen, die sich von den auf das ortsfeste Koordinatensystem bezogenen Komponenten Bxa und Bya unterscheiden. Aus dem o. g. Zusammenhang von (ϕ + δ) mit Bys und Bxs ergibt sich schließlich der Lagewinkel ϕ zu
ϕ = arctan (Bys/Bxs) - δ.
Wie oben gezeigt, ist es somit möglich, unter Zuhilfenahme der vertikalen Erdfeldkomponente - wie oben beschrieben - den Lagewinkel ϕ einfach zu berechnen. In entsprechender Art und Weise kann unter Zuhilfenahme der vertikalen Erdfeldkomponente auch der Verdrehwinkel des fahrzeugfesten Koordinatensystems um die x- und y-Achse des ortsfesten Koordinatensystems bestimmt werden.
Durch die oben beschriebenen Vorgangsweise ist es somit möglich, mit einem Magnetfeldsensor 2 und einem Lagewinkelsensor 10 die absolute Position des Fahrzeugs F nicht nur zu einem diskreten Zeitpunkt, nämlich den Zeitpunkt, welcher der maximalen Annäherung des Fahrzeugs F an die magnetische Markierung M entspricht, sondern zu beliebigen Zeitpunkten kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich zu messen. Dieser Bereich erstreckt sich vom Punkt Pmin des geringsten Abstandes zur magnetischen Markierung M, der - wie oben beschrieben - durch eine Extremwertdetektion der vertikalen Komponente des Magnetfelds einer magnetischen Markierung M gefunden wird, bis zu dem Punkt des Fahrweges, bei dem der Wert des Magnetfelds M unter der Meßgrenze des Magnetfeldsensors 2 liegt.
Indem nun - wie in Fig. 1 angedeutet - zusätzlich zum Magnetfeldsensor 2 ein weiterer Magnetfeldsensor 2' vorgesehen ist, kann dieser oben definierte Bereich verdoppelt werden, wenn der zweite Magnetfeldsensor 2' in einer Entfernung zum ersten Magnetfeldsensor 2 angeordnet ist, die ein ungeradzahliges Vielfaches des halben Abstandes a zwischen zwei magnetischen Markierungen M beträgt. Dies ergibt sich aus Fig. 5, in der schematisch die beiden Magnetfeldsensoren 2 und 2' und eine Reihe von magnetischen Markierungen M, zwischen denen jeweils ein Abstand a vorgesehen ist, dargestellt sind. Im Zeitintervall t1 wird das Magnetfeld der Markierung M1 verwendet. Wird zum Zeitpunkt t2 das Magnetfeld für den Magnetfeldsensor 2 zu klein, so kann die Position des Fahrzeugs F bis zum Zeitpunkt t3 durch Extrapolation bestimmt werden, während vom Zeitpunkt t3 an der zweite Magnetfeldsensor 2' zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs F herangezogen wird.
Für den zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 befindlichen Zwischenbereich b ergibt sich die absolute Position des Falhrzeugs F gemäß
(xa; ya) = v.t.(cosϕ; sinγ) + (xmin; ymin),
wobei wiederum ϕ den Lagewinkel, v die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F und t die seit dem Passieren des Punktes Pmin verstrichene Zeit darstellt.
Die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs F kann in bekannter Art und Weise bestimmt werden, z. B. dadurch, daß der für die Geschwindigkeitsanzeige des Tachometers herangezogene Meßwert verwendet wird. Es ist aber auch möglich, daß zur Bestimmung der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs F direkt aus dem Magnetsignal der überfahrenen magnetischen Markierungen M bestimmt wird. Dies wird nachstehend anhand der Fig. 3 erläutert, welche - wie bereits erwähnt - den qualitativen zeitlichen Verlauf der vertikalen Magnetfeldkomponente Bv des Magnetfelds der magnetischen Markierung M zeigt. Wie bereits ebenfalls mehrmals erwähnt, nimmt diese Komponente ihren Maximalwert beim geringsten Abstand des Magnetfeldsensors 2 zur magnetischen Markierung M, also am Punkt Pmin, bei dem das Fahrzeug F von der magnetischen Markierung M einen Minimalabstand dmin aufweist, an. Es wird nun der Abstand d2 zum Zeitpunkt t2 bestimmt, wobei die resultierende horizontale Magnetfeldkomponente Bh = (Bx 2 + By 2)½ verwendet wird. Die Bestimmung des Abstands erfolgt - wie oben beschrieben - dadurch, daß der gemessene Wert der horizontalen Magnetfeldkomponente Bh mit den entsprechenden, in einer Tabelle gespeicherten Werten verglichen wird. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F im Zeitintervall T = t2-t1 ergibt sich - unter der Annahme einer geradlinigen Fahrbewegung - zu
v = se/T mit se = (d2 2-dmin 2)½.
Bewegt sich das Fahrzeug F und die fest mit dem Fahrzeug F verbundene Magnetfeldsensoren 2, 2' nicht geradlinig an der magnetischen Markierung M vorbei, sondern - wie bereits oben beschrieben - auf einem Kreissegment des Kreisbogens K mit dem Kurvenradius R, so ergibt sich wiederum eine Abweichung von der Geschwindigkeit, die bei der Annahme einer geradlinigen Bewegung gemessen wurde, die einfach abgeschätzt werden kann. Es zeigt sich hierbei wieder, daß unter Berücksichtigung der von dem Fahrzeug tatsächlich durchfahrenen Kurvenradien, welche in der Regel größer als 10 m sind, der Fehler vernachlässigbar ist. Z. B. liegt der in einem Bereich von 5 cm ≦ d2 ≦ 15 cm zwischen -0,25% und -0,26%, wobei sich bei einem größeren Kurvenradius die Abweichung vermindert.
Es ist somit durch die beschriebenen Vorgangsweise in vorteilhafter Art und Weise möglich, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F in einem Zeitintervall T allein durch die vom Magnetfeldsensor 2 gemessenen Magnetfeldwerte zu bestimmen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs (F), insbesondere eines autonomen Fahrzeugs, bei dem eine Vertikal-Komponente (Bv) und eine Horizontal- Komponente (Bh) eines Magnetfelds (B), bezogen auf ein fahrzeugfestes Koordinatensystem (xs, ys, zs), einer magnetischen Markierung (M) gemessen und aus diesen beiden Komponenten (Bv, Bh) ein den Abstand (dmin) des Fahrzeugs (F) zur magnetischen Markierung (M) repräsentierender Abstandsvektor (As) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (F) einen Lagewinkelsensor (10) aufweist, durch den ein Lagewinkel (ϕ) zwischen dem fahrzeugfesten Koordinatensystem (xs, ys, zs) und einem ortsfesten Koordinatensystem (xa, ya, za) ermittelt wird, daß unter Benutzung des derart ermittelten Lagewinkels (ϕ) der aus dem Sensorsignal des fahrzeugfest angeordneten Magnetsensors (2; 2') gewonnene, auf das fahrzeugfeste Koordinatensystem (xs, ys, zs) bezogene Abstandsvektor (As) in einen auf das ortsfeste Koordinatensystem (xa, ya, za) bezogenen Abstandsvektor (Ax) umgerechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nullpunkt des ortsfesten Koordinatensystems (xa, ya, za) ein zentraler Ursprungspunkt verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Position einer magnetischen Markierung (M) bestimmt und der entsprechende Positionsvektor der magnetischen Markierung (M) zu dem auf das absolute Koordinatensystem bezogenen Abstandsvektor (A) des Fahrzeugs (F) addiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der absoluten Position (PF) des Fahrzeugs (F) angenommen wird, daß sich das Fahrzeug (F) auf einer geradlinigen Bahn an der magnetischen Markierung (M) vorbeibewegt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich, quasi-kontinuierlich oder zu diskreten Zeitpunkten der Fehler, der zwischen der tatsächlichen Bahn des Fahrzeugs (F) und der angenommenen geradlinigen Bewegungsbahn auftritt, ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagewinkel (ϕ) durch eine Messung des Erdmagnetfelds durch den Magnetfeldsensor (2; 2') bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdmagnetfeld immer dann gemessen wird, wenn sich der Magnetfeldsensor (2; 2') im Bereich der Mitte zwischen zwei magnetischen Markierungen (M) befindet.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Magnetfeldsensoren (2; 2') verwendet werden, wobei benachbarte Magnetfeldsensoren im Fahrzeug (F) um ein ungeradzahliges Vielfaches des halben Abstands (a) zwischen zwei magnetischen Markierungen (M) voneinander beabstandet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das Sensorsignal des ersten Magnetfeldsensors (2) ausgewertet wird, daß nach dem Verlassen des Meßbereichs des ersten Magnetfeldsensors (2) die Position des Fahrzeugs (F) interpoliert wird, und daß danach das Sensorsignal des darauffolgenden Magnetfeldsensors (2') ausgewertet wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10117920A1 (de) * 2001-04-10 2002-10-24 Continental Ag Mess- und Sensor-Verfahren und -Vorrichtung für die autonome Rotationswinkelerkennung
US9278691B1 (en) 2014-09-18 2016-03-08 Flextronics Ap, Llc Vehicle lane departure system based on magnetic field flux detection

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4847774A (en) * 1986-09-12 1989-07-11 Tsubakimoto Chain Co. Method and apparatus for detecting traveling position and/or direction of an unmanned vehicle
EP0504047A1 (de) * 1991-03-13 1992-09-16 Commissariat A L'energie Atomique Methode und Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeuges entlang einer Trajektorie
US5347456A (en) * 1991-05-22 1994-09-13 The Regents Of The University Of California Intelligent roadway reference system for vehicle lateral guidance and control
DE19645723A1 (de) * 1995-11-07 1997-05-15 Fuji Heavy Ind Ltd Autonomes Fahrtsteuerungssystem und -verfahren für ein Fahrzeug
EP0617787B1 (de) * 1991-12-20 1999-08-04 Donnelly Corporation Fahrzeugkompass mit elektronischem sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4847774A (en) * 1986-09-12 1989-07-11 Tsubakimoto Chain Co. Method and apparatus for detecting traveling position and/or direction of an unmanned vehicle
EP0504047A1 (de) * 1991-03-13 1992-09-16 Commissariat A L'energie Atomique Methode und Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeuges entlang einer Trajektorie
US5347456A (en) * 1991-05-22 1994-09-13 The Regents Of The University Of California Intelligent roadway reference system for vehicle lateral guidance and control
EP0617787B1 (de) * 1991-12-20 1999-08-04 Donnelly Corporation Fahrzeugkompass mit elektronischem sensor
DE19645723A1 (de) * 1995-11-07 1997-05-15 Fuji Heavy Ind Ltd Autonomes Fahrtsteuerungssystem und -verfahren für ein Fahrzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10117920A1 (de) * 2001-04-10 2002-10-24 Continental Ag Mess- und Sensor-Verfahren und -Vorrichtung für die autonome Rotationswinkelerkennung
US9278691B1 (en) 2014-09-18 2016-03-08 Flextronics Ap, Llc Vehicle lane departure system based on magnetic field flux detection
WO2016043782A1 (en) * 2014-09-18 2016-03-24 Flextronics Ap, Llc Vehicle lane departure system based on magnetic field flux detection

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