DE19945121C2

DE19945121C2 - Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19945121C2
Application number: DE19945121A
Authority: DE
Inventors: Egbert Egberts
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: DE19945121A1; US6473689B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Navigieren ei nes Fahrzeugs, bei dem ein Ausgangssignal einer Rich tungseinheit zur Bestimmung der Richtung verwendet wird, indem eine Differenz von einer Drift verarbeitet wird, wobei sich die Drift aus einem für Geradeausfahrt gültigen Wert des Ausgangssignals ergibt.

Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise bei einem "Carin"-Navigationssystem verwendet.

Der Bedarf an Navigationshilfen ist in den letzten Jah ren kontinuierlich gestiegen. Hierbei möchte man dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs eine möglichst günstige Route aufzeigen können, auf der er von einem Ausgangs ort zum Zielort gelangen kann. Die Gesamtaufgabe glie dert sich hierbei in drei Teile, nämlich die Positions bestimmung des Fahrzeugs, die Routenplanung und die Übermittlung der Route an den Fahrer. Die vorliegende Erfindung betrifft den ersten Abschnitt, nämlich die Positionsbestimmung des Fahrzeugs.

Für die Positionsbestimmung des Fahrzeuges stehen seit einiger Zeit Navigationssatelliten zur Verfügung, die einen Teil eines "Global Positioning System" oder GPS bilden. Mit Hilfe der Satelliten ist zwar eine Stand ort- oder Positionsbestimmung mit wenigen Einschränkun gen überall möglich. Die hierbei erzielbare Genauigkeit liegt jedoch nur im Bereich von 100 m. Dies mag bei Überlandfahrten in den meisten Fällen ausreichen. Kri tisch ist diese "Ungenauigkeit" aber dort, wo der Ab stand von Straßen kleiner als diese Größe ist, bei spielsweise in Städten oder an Verkehrsknotenpunkten, wo mehrere Straßen in einem relativ dichten Abstand aufeinander treffen.

Man ist daher in bestimmten Bereichen dazu übergegan gen, eine "Koppelnavigation" zu verwenden, bei der die Position des Fahrzeugs dadurch bestimmt wird, daß man Richtung und Entfernung von einem Ausgangspunkt aus er mittelt. Die aktuelle Position des Fahrzeugs wird also durch eine Art Vektoraddition ermittelt. Ein derartiges Verfahren wird auch als "dead reckoning" bezeichnet. Allerdings summieren sich bei diesem Verfahren Fehler, die bei jeder Vektorbildung entstehen, auf, so daß man auch hier Gefahr läuft, die Position des Fahrzeugs nicht mit der gewünschten Genauigkeit bestimmen zu kön nen.

Für die Richtungsbestimmung werden im bekannten Fall Gyroskope verwendet. Gyroskope erzeugen ein Ausgangs signal, für das sich bei Geradeausfahrt oder Still stand, d. h. ohne Richtungsänderung, die Bezeichnung "Drift" eingebürgert hat. Wenn das Fahrzeug eine Rich tungsänderung vornimmt, ergibt sich eine Änderung des Ausgangssignals, die von der Winkelgeschwindigkeit ω des Fahrzeugs abhängt. Durch Integration der Abweichung dieses Signals von der Drift über der Zeit kann man dann die Änderung der Richtung ermitteln.

Der Mittelwert des Ausgangssignals, also die Drift, die für Geradeausfahrt gilt, ist in vielen Fällen nicht konstant. Sie streut zwischen einzelnen Exemplaren von Gyroskopen und bei einem einzelnen Gyroskopen zusätz lich mit der Temperatur. Je preisgünstiger die Gyrosko pe sind, desto weniger kann man sich darauf verlassen, daß der für Geradeausfahrt geltende Mittelwert tatsäch lich konstant ist. Der Begriff "Mittelwert" bedeutet nicht, daß der Wert für Geradeausfahrt exakt in der Mitte zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Aus gangswert des Gyroskopen liegen muß. Er soll lediglich zum Ausdruck bringen, daß die Geradeausfahrt in der Mitte zwischen den beiden möglichen Richtungsänderungen nach links und rechts liegt und dementsprechend das Ausgangssignal des Gyroskopen bei Geradeausfahrt zwi schen dem Ausgangssignal bei Richtungsänderung liegt. Man kann zwar die Drift am Anfang einer Fahrt bei Stillstand bestimmen. Diese Drift wird sich jedoch im Laufe der Zeit ändern, beispielsweise temperaturbe dingt. Dieser Verlauf ist im allgemeinen aber unbe kannt. Die Differenz zwischen der wirklichen Drift und der angenommenen Drift wird als Driftabweichung be zeichnet.

Wenn eine Driftabweichung auftritt, dann errechnet das Navigationssystem beispielsweise eine Richtungsände rung, obwohl das Fahrzeug geradeaus fährt.

In DE 42 08 158 C1 ist ein Navigationssystem darge stellt, das einen Winkelgeschwindigkeitssensor und drei GPS-Antennen aufweist. Der Winkelgeschwindigkeitssensor erzeugt hierbei ein Ausgangssignal, über das der Azi mutwinkel des Fahrzeugs gemessen werden kann. In einem Komparator wird das Ausgangssignal mit einem Azimutwin kel verglichen. Der Azimutwinkel wird dabei über Signa le ermittelt, die an den GPS-Antennen empfangen werden. Auf der Grundlage des Vergleichs zwischen dem Ausgangs signal und dem Azimutwinkel wird ein Ausgleichssignal erzeugt, das bis zur nächsten Azimutwinkelbestimmung über die GPS-Antennen das Ausgangssignal des Winkelge schwindigkeitssensors korrigiert. Im Falle, daß das Ausgleichssignal einen vorbestimmten Grenzwert über steigt, wird die Abgabe des Ausgleichssignals durch ei ne Steuereinheit verhindert.

In US 5 030 958 ist die Vorgehensweise eines Koprozes sorssystems eines Navigationssystems dargestellt. Das Navigationssystem erhält dabei Informationen bezüglich Position, Stellung und Geschwindigkeit eines Fahrzeugs über GPS und über ein Gyroskop. Die über GPS ermittel ten Daten stehen zu einem anderen Zeitpunkt zur Verfü gung als die über das Gyroskop ermittelten Daten. Um vergleichbare Daten für die Ermittlung von Korrektur werten zu erhalten, werden die Daten des Gyroskops durch Interpolation auf den Zeitpunkt abgestimmt, zu dem die GPS-Daten zur Verfügung stehen.

In DE 695 09 587 T2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die bei einem Fahrzeug einen anfänglichen Offset-Winkel bestimmt. Der Offset-Winkel ergibt sich dabei aus der Differenz zwischen einem tatsächlichen Pfadazimut und einem scheinbaren Azimut. Hierbei erfolgt die Ermitt lung des tatsächlichen Pfadazimuts über eine bekannte Straßenrichtung in einer anfänglichen Position. Der scheinbare Azimut wird durch Koppelnavigation über ein Gyroskop ermittelt. Auf der Grundlage des anfänglichen Offset-Winkels erfolgt dann eine genauere Richtungsbe stimmung durch Koppelnavigation.

In JP 09-005093 A ist eine Navigationseinrichtung für ei nen bewegbaren Körper beschrieben. Diese weist eine Da tenspeichereinheit auf, in der über GPS ermittelte Richtungsdaten gespeichert werden. Mit diesen gespei cherten Richtungsdaten werden Richtungswerte vergli chen, die über einen fahrzeugfesten Sensor ermittelt werden. Liegen die ermittelten Richtungswerte in großer Zahl innerhalb eines gewissen Bereichs gegenüber den gespeicherten Daten, so geht die Navigationseinheit da von aus, daß das Fahrzeug in der gewünschten Richtung fährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Rich tungsbestimmung genauere Werte zur Verfügung zu stel len.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß die Drift durch folgen de Schritte bestimmt wird:

a) Bestimmung der absoluten Richtung des Fahrzeugs zu einem ersten Zeitpunkt mit Hilfe von externen Hilfsmitteln,
b) Bastimmen der absoluten Richtung des Fahrzeugs zu einem zweiten Zeitpunkt mit Hilfe von externen Hilfsmitteln,
c) Bilden einer Richtungsdifferenz aus den beiden ab soluten Richtungen,
d) Aufsummieren der durch die Richtungseinheit ermit telten Richtungsänderungen zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt zu einer Rich tungssumme,
e) Errechnen einer Korrekturgröße mit Hilfe der Rich tungsdifferenz und der Richtungssumme und
f) Bilden einer neuen Drift aus einer vorherigen Drift und der Korrekturgröße.

Bei den externen Hilfsmitteln handelt es sich um sol che, die von dem Gyroskopen oder einer anderen Rich tungseinheit nicht beeinflußt werden und diesen nicht beeinflussen. Sie können innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Mit dieser Korrektur über prüft man, ob die Summe der Richtungsänderungen, die der Gyroskop ermittelt hat, übereinstimmt mit der Dif ferenz zwischen zwei Richtungen am Anfang und am Ende des Überprüfungszeitraumes. Im einfachsten Fall fährt das Fahrzeug zum ersten Zeitpunkt in die gleiche Richtung wie zum zweiten Zeitpunkt. Dazwischen kann es praktisch beliebige Schlangenlinien oder Kurven gefah ren sein. Die Richtungseinheit hätte in diesem Fall po sitive und negative Richtungsänderungen ausgeben müs sen, so daß die Richtungssumme, also die Summe aus den positiven und negativen Richtungsänderungen, wiederum Null ergibt. In diesem Fall nimmt man an, daß die Drift stimmt, d. h. ein Wert als Mittelwert für Geradeausfahrt angenommen wird, der tatsächlich für Geradeausfahrt re präsentativ ist. Stimmen hingegen Richtungsdifferenz und Richtungssumme nicht überein, dann nimmt man an, daß eine Driftabweichung vorliegt. In diesem Fall kann man die berechnete Drift korrigieren. Da man in den meisten Fällen das eigentliche Ausgangssignal des Gyro skopen nicht verändern kann, erfolgt die Korrektur in der Regel rechnerisch.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die neue Drift gebildet aus einer vorherigen Drift plus einem Quotien ten aus der Differenz zwischen Richtungsdifferenz und Richtungssumme und der Zeitdauer zwischen den beiden Zeitpunkten. In diesem Fall verwendet man die bei der Überwachung ermittelten Größen gleichzeitig zur Korrek tur der Drift. Wenn zwischen der Richtungsdifferenz und der Richtungssumme kein Unterschied besteht, dann stimmt die neue Drift mit der alten überein. Eine Kor rektur erfolgt hier also nicht. Sie ist aber auch nicht nötig. Wenn sich hingegen Unterschiede zwischen der Richtungsdifferenz und der Richtungssumme ergeben, dann nimmt man an, daß diese sich gleichförmig mit der Zeit entwickelt haben. Man kann daher einen auf die Zeit be zogenen Korrekturwert errechnen, der der bisherigen, also falschen Drift hinzugefügt wird. Auf diese Weise ist eine Richtungskorrektur mit sehr einfachen Maßnah men möglich.

Vorzugsweise verwendet man als externe Hilfsmittel Sa telliten. Die Positionsbestimmung mit Hilfe von Satel liten ist zwar relativ ungenau. Die Richtungsbestimmung mit Hilfe von Satelliten ist jedoch wesentlich genauer. Man wertet die Navigationssatelliten üblicherweise im Abstand von einer Sekunde aus, also mit einer Frequenz von 1 Hz. Man kann also davon ausgehen, daß sich in diesem kurzen Zeitraum der systematische Fehler bei der Positionsbestimmung nicht wesentlich geändert hat. Wenn man nun zwei mal kurz hintereinander die gleiche Posi tionsbestimmung vornimmt, dann kann man durch eine Dif ferenzbildung diesen Fehler herausrechnen. Die Richtung ergibt sich dabei mit relativ hoher Genauigkeit. Man kann die Richtung auch über den Dopplereffekt ermit teln.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann man als externe Hilfsmittel Straßen verwenden, auf die das Fahrzeug ab gebildet wird. Bei der Abbildung des Fahrzeugs auf die Straßen handelt es sich natürlich nur um einen virtuel len Vorgang. Die Koordinaten der virtuellen Straßen stimmen aber mit den Koordinaten der tatsächlich vor handenen Straßen überein. Diese Vorgehensweise ist auch als "map matching" bekannt. Man geht hierbei von der Annahme aus, daß sich ein Fahrzeug mit einer relativ großen Wahrscheinlichkeit auf einer Straße bewegen wird, wenn eine solche sich in der Nähe von Positionen befindet, die beispielsweise durch die Koppelnavigation oder mit Hilfe von Satelliten ermittelt worden ist. Diese Vorgehensweise liefert in vielen Fällen zumindest für die Richtungsbestimmung ausreichend genaue Angaben, weil die Richtung der Straße fest liegt und man die Po sition des Fahrzeugs auf der Straße beim "map matching" mit ausreichender Genauigkeit bestimmen kann.

Vorzugsweise sind die Straßen in einer Datenbank abge legt. Dies erleichtert die Auswertung mit Hilfe eines Computers, der auf dem Fahrzeug mitgeführt werden kann.

Mit Vorteil wird zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt eine vorbestimmte Mindestdauer eingehalten. Diese Mindestdauer kann beispielsweise 125 sek. betra gen. Diese Wartezeit hat zwei Vorteile. Zum einen hält sie den Rechenbedarf für die Kontrolle niedrig. Zum an deren kann man nach einer gewissen Wartezeit, eine Driftabweichung genauer bestimmen. Dementsprechend ist auch die Korrektur besser möglich.

Vorzugsweise unterbleibt eine Korrektur, wenn eine mittlere Winkelgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt. Beispielsweise unterbleibt sie dann, wenn sich die Richtung des Fahrzeugs mit 3°/sek. oder mehr geändert hat. In diesem Fall könnte nämlich ein weite rer Fehler hinzu kommen, nämlich ein Skalierungsfaktor fehler.

Bevorzugterweise wird die Richtungsdifferenz einer Plausibilitätsprüfung unterworfen. Die Richtungsdiffe renz kann, wie oben erwähnt, beispielsweise dadurch ge bildet werden, daß man zweimal die absolute Richtung gegenüber Navigationssatelliten ermittelt. Alternativ dazu kann man zweimal die absolute Richtung über das "map matching" ermitteln. Schließlich ist es auch mög lich, zum einen eine absolute Richtung gegenüber einem Navigationssatelliten zu ermitteln und am anderen Zeit punkt durch "map matching". In allen Fällen kann es vorkommen, daß eine oder sogar beide Ermittlungen der absoluten Richtung fehlerbehaftet sind, beispielsweise dann, wenn das Signal vom Satelliten das Fahrzeug nicht direkt erreicht, sondern über eine Reflektion an einer Wand. In diesem Fall stimmt die Laufzeit nicht mehr. Wenn sich daraus ergibt, daß die Richtungsdifferenz mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht stimmt, dann wird diese Richtungsdifferenz verworfen und nicht zur Korrektur verwendet.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Änderung der Driftabweichung oder Driftänderung eine Plausibili tätsprüfung unterworfen wird. Man geht hierbei davon aus, daß nur im Idealfall die beiden absoluten Richtun gen genau ermittelt werden. Die Driftänderung wird mit ihrem bisher größten bekannten Wert angenommen oder sie wird mit dem vorherigen Wert angenommen, der bereits korrigiert worden sein kann oder er wird durch eine Mo dellbildung ermittelt. Die Driftänderung integriert über die Zeit zwischen den beiden Zeitpunkten ergibt eine mögliche Driftänderung. Wenn nun die berechnete Driftänderung die mögliche Driftänderung überschreitet, besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß eine der beiden absoluten Richtungen nicht stimmt.

Auch ist bevorzugt, daß man bei jeder Bestimmung der absoluten Richtung diese absolute Richtung als neue Ausgangsgröße für eine Koppelnavigation verwendet. Man setzt also die absolute Richtung als neue Richtung bei der Koppelnavigation ein. Dies ergibt eine Verbesserung der Navigation insgesamt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Driftänderung dynamisch mit Hilfe einer ermittelten Driftrate bestimmt wird. Man kann auch dann, wenn sich über einen längeren Zeitraum keine Korrekturmöglichkeit ergibt, die Driftänderung abschätzen, um sie der Aus wertung zugrunde zu legen.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Driftrate gefiltert wird. Damit wird das Risiko kleingehalten, daß "Ausreißer" das Ergebnis verfälschen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Navigati onssystems und

Fig. 2 eine Skizze zur Darstellung der Korrektur.

Ein System 1 zum Navigieren eines Fahrzeugs ist nur mit einem Ausschnitt dargestellt, der sich mit der Positi onsbestimmung befaßt. Eine Verarbeitungseinrichtung 2 ist mit einer Antenne 3 verbunden, die Signale von Na vigationssatelliten 4 empfängt. Die Signale von den Sa telliten werden im Abstand von einer Sekunde, also mit einer Frequenz von 1 Hz ausgewertet. Über die Laufzeit dieser Signale kann man die Entfernung zu den Satelli ten 4 errechnen. Wenn die Entfernung zu mindestens drei Satelliten bekannt ist, dann kann man die Position des Fahrzeugs auf der Erde errechnen. Diese Position ist allerdings mit gewissen Fehlern behaftet.

Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 2 verbunden mit einem schematisch dargestellten Gyroskopen 5 zur Rich tungsbestimmung. Schließlich ist noch ein Tachometer 6 mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden, der der Verarbeitungseinrichtung 2 die zurückgelegte Wegstrecke mitteilt.

Die Verarbeitungseinrichtung 2 ist mit einer ebenfalls schematisch dargestellten Datenbank 7 verbunden, die auch durch ein Lesegerät für einen Datenträger 8 gebil det sein kann, beispielsweise eine CD-ROM. Auf der Da tenbank 7 können Straßen so abgelegt oder gespeichert sein, daß sie von der Verarbeitungseinrichtung 2, bei spielsweise einem Computer, verwertet werden können. Die Verarbeitungseinrichtung 2 kann beispielsweise die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Straße abbil den, auf der sich das Fahrzeug gerade befindet. Diese Vorgehensweise wird auch als "map matching" bezeichnet. Darüber hinaus dient die Datenbank 7 zur Routenplanung, die aber im vorliegenden Fall von untergeordnetem In teresse ist.

Das System verwendet zur Standort- oder Positionsbe stimmung des Fahrzeugs zu einem wesentlichen Teil eine sogenannte "Koppelnavigation", die auch als "dead reck oning" bezeichnet wird. Von einem bekannten Standort aus wird ermittelt, welche Entfernung das Fahrzeug in welche Richtung zurücklegt. Die Entfernung wird mit Hilfe des Tachometers 6 ermittelt, die Richtung mit Hilfe des Gyroskopen 5. Durch eine vektorielle Addition der einzelnen gerichteten Strecken läßt sich die aktu elle Position des Fahrzeugs bestimmen.

Das Gyroskop 5 sollte im Idealfall dann, wenn das Fahr zeug geradeaus fährt, eine konstante Spannung von bei spielsweise 2,5 V abgeben. Diese Ausgangsspannung des Gyroskopen 5 wird auch als "Drift" bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine Wegstrecke 9, auf der das Fahrzeug geradeaus fährt. Daneben eingezeichnet ist eine errech nete Strecke 10, die das System 1 aufgrund der Rich tungsänderungssignale des Gyroskopen 5 und der Entfer nungsmessung des Tachometers 6 ermittelt hat.

Der Gyroskop 5 hat tatsächlich aber eine kleine Drift abweichung, d. h. die Ausgangsspannung, die er bei Gera deausfahrt abgibt, weicht von 2,5 V ab und beträgt bei spielsweise 2,55 V. Dies wird vom System 1 so interpre tiert, als würde das Fahrzeug eine leichte Kurve fah ren.

Diese Driftabweichung kann nun korrigiert werden.

Hierzu bestimmt das System zu einem Zeitpunkt t1 die absolute Richtung des Fahrzeugs, beispielsweise mit Hilfe der Satelliten 4 oder mit Hilfe der Datenbank, die auf der CD-ROM 8 abgespeichert ist. Im letzten Fall "vermutet" das System 1, daß sich das Fahrzeug auf ei ner Straße befindet, die der errechneten Position am nächsten liegt. Da die Richtung der Straße bekannt ist, nimmt es an, daß sich das Fahrzeug auch in dieser Rich tung bewegt.

Eine vorbestimmte Zeit, im vorliegenden Fall mindestens 125 sek. später, bestimmt das System 1 zu einem Zeit punkt t2 erneut die absolute Richtung. Da die Straße 9 im vorliegenden Fall geradeaus verlaufen ist, ist die Richtung zum Zeitpunkt t2 die gleiche wie die zum Zeit punkt t1. Es ergibt sich daher keine Richtungsdifferenz der absoluten Richtungen.

Anders sieht es aus, wenn man die errechnete Strecke 10 betrachtet. Hier haben sich eine Reihe von Richtungsän derungen ergeben, die zur Verdeutlichung übertrieben groß eingezeichnet sind. Nach 125 sek. haben sich die Richtungsänderungen zu einem Winkel von insgesamt 25° aufaddiert. Dementsprechend muß man die Drift D des Gy roskopen um 0,2°/sek. korrigieren. Dies erfolgt bei spielsweise durch die Formel:

Hierbei ist D_neu die neue Drift, D_alt die bisher verwen dete Drift und α der Wert, der sich aus der Differenz der Summe der Richtungsänderungen und der Differenz der absoluten Richtungen ergeben hat.

Die weitere Ermittlung der Richtung mit Hilfe des Gyro skopen 5 erfolgt dann mit der neuen Drift D_neu, d. h. eine Richtungsänderung wird nur dann angenommen, wenn das Ausgangssignal des Gyroskopen 5 von dem Wert D_neu abweicht. Diese Korrektur kann auch erst bei der Aus wertung des Ausgangssignals des Gyroskopen 5 erfolgen. Sowohl zum Zeitpunkt t1 als auch zum Zeitpunkt t2 wird die Richtung, die das System für das Koppelnavigation verwendet, auf die absolute Richtung gesetzt.

Die Berechnung von D_neu unterbleibt, wenn eine Plausi bilitätsprüfung ergibt, daß einer der beiden Werte of fensichtlich falsch ist. Ein derartiger Fehler kann so wohl bei einer Richtungsbestimmung gegenüber einem Sa telliten als auch durch "map matching" auftreten. Ein derartiger Fehler wird immer dann angenommen, wenn die berechnete Driftabweichung die mögliche Driftabweichung überschreitet.

In diesem Fall erfolgt keine Korrektur der Drift.

In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn man die Driftrate, d. h. die Änderung der Drift über der Zeit, bestimmt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Driftrate noch gefiltert wird. In diesem Fall kann man beispielsweise den gefilterten Wert dadurch bilden, daß man setzt

DR_Filter = e^-t/τ.DR_alt + (1 - e^-t/τ).DR_neu.

Hierbei ist t die Zeitdifferenz zwischen zwei Driftra tenbestimmungen und τ ein vorgegebener Wert von bei spielsweise 300 sek.

Die berechnete Driftabweichung zur Zeit t kann nun dy namisch angepaßt werden, indem man folgende Gleichung verwendet:

wobei DA die Driftabweichung ist, Δt die zeitliche Ent fernung zur letzten Korrektur zur Zeit t und τ eine vorgegebene Konstante, beispielsweise 300 sek. wie bei der Filterung oder auch 500 sek. Der günstige Wert läßt sich leicht durch Ausprobieren ermitteln.

Claims

1. Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs, bei dem ein Ausgangssignal einer Richtungseinheit zur Be stimmung der Richtung verwendet wird, indem eine Differenz von einer Drift verarbeitet wird, wobei sich die Drift aus einem für Geradeausfahrt gülti gen Wert des Ausgangssignals ergibt, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drift durch folgende Schrit te bestimmt wird:

a) Bestimmung der absoluten Richtung des Fahr zeugs zu einem ersten Zeitpunkt mit Hilfe von externen Hilfsmitteln,
b) Bestimmen der absoluten Richtung des Fahr zeugs zu einem zweiten Zeitpunkt mit Hilfe von externen Hilfsmitteln,
c) Bilden einer Richtungsdifferenz aus den bei den absoluten Richtungen,
d) Aufsummieren der durch die Richtungseinheit ermittelten Richtungsänderungen zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt zu einer Richtungssumme,
e) Errechnen einer Korrekturgröße mit Hilfe der Richtungsdifferenz und der Richtungssumme und
f) Bilden einer neuen Drift aus einer vorherigen Drift und der Korrekturgröße.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die neue Drift gebildet wird aus der vorheri gen Drift plus einem Quotienten aus der Differenz zwischen Richtungsdifferenz und Richtungssumme und der Zeitdauer zwischen den beiden Zeitpunkten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man als externe Hilfsmittel Satelli ten verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß man als externe Hilfs mittel Straßen verwendet, auf die das Fahrzeug ab gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßen in einer Datenbank abgelegt sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt eine vorbestimmte Mindest dauer eingehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß eine Korrektur unter bleibt, wenn eine mittlere Winkelgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Änderung der Drift abweichung oder Driftänderung einer Plausibili tätsprüfung unterworfen ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß man bei jeder Bestimmung der absoluten Richtung diese absolute Richtung als neue Ausgangsgröße für eine Koppelnavigation ver wendet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Driftänderung dyna misch mit Hilfe einer ermittelten Driftrate be stimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Driftrate gefiltert wird.