DE2201386C2 - Navigationsverfahren - Google Patents

Description

tung λ₃ entsprechenden Ausgangssignal des bei Maß für die Drift darstellen. Hierbei wird jedoch die

Fahrzeughalt weiterdriftenden Kurskreisels ein neu- während eines Fahrzeughalts auftretende sogenannte

er Bezugswert/S3 gewonnen und abgespeichert wird. Standdrift nicht kompensiert

2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, da- Aus der DE-OS 19 15 477 ist ein Navigationssystem

durch gekennzeichnet, daß vorzugsweise mittels ei- 25 für ein Fahrzeug unter Verwendung eines Kurskreisels

ner bei Beginn der Weiterfahrt aktivierten Torschal- bekannt, bei dem die Standdrift unterdrückt wird. Der

tung und einer Vergleichsvorrioktung für Kurskreiselsignal und Kursinformation der neue Bezugswert gebildet wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster speicher (19) für die Kursinformation vorgesehen ist, daß der«/ genaß.iten Speicher eine Vorrichtung (15) zum Vergleichen der Kursinformation mit dem Kurskreiselsignal .achgeschaltet ist und daß die Vergleichsvorrichtung (15) über ein Gatter (21) mit einem zweiten Speicher (10) für den Bezugswert vermieden ist, wobei das Gatter (21) nur bei Beginn der Weiterfahrt geöffnet wird.

Kurskreisel liefert während der Fahrt das Kurssignal an einen Anzeiger. Bei Fahrzeugstillstand wird in Abhängigkeit von der momentanen Einstellung des Kursanzeigers ein Steuersignal an einen Drehmomentmotor abgegeben, der zur Gehäuseverriegelung des Kreisels für die Zeit des Fahrzeugstillstandes bestimmt ist. Dabei werden jedoch nicht unerhebliche Fehler durch die Störmomente beim Ein- bzw. Ausschalten der Gehäuseverriegelung verursacht, wodurch erhebliche Schwierigkeiten in der Praxis hinsichtlich der Genauigkeit der Driftkompensation auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches und mit geringem Aufwand durchführbares Verfahren zu

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 40 schaffen, das den Einfluß des Kreiseldrift bei Fahrzeugzeichnet, daß das genannte Gatter (21) mittels eines stillstand verringert und die Navjgationsgenauigkeit von einem an sich bekannten Weggeber gesteuerten

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Signalgebers (23) kurzzeitig geöffnet wird.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher als Schiebregister ausgebildet sind, wobei der Ausgang des Schiebregisters (10) für den Bezugswert über eine Additionsstelle, an welcher die Signale der Driftkompensationseinrichtung (14) addiert werden, und über ein Gatter (13), welches nur bei Fahrzeugfahrt geöffnet ist, auf den Eingang des genannten Schiebregisters (10) zurückgekoppelt ist.

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren, insbesondere für Landfahrzeuge, bei welchem Verfahren eine Kursinformation aus einem Bezugswert, welcher vorzugsweise der gespeicherten Ausrichtung der Spinaehse eines Kurskreisels zur Nordrichtung entspricht und aus einem Kurskreiselsigna], welches der Ausrichtung der Spinachse des genannten Kurskreisels zur Fahrzeuglängsachse entspricht, gebildet wird, wobei ei-

verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Abspeicherung der Kursinformation ein elektronischer Speicher verwendet wird und daß bei Fahrzeugstart aus der gespeicherten Kursinformation ^₂ und dem dann vorhandenen, der Kurskreiselausrichtung Λ3 entsprechenden Ausgangssignal des bei Fahrzeughalt weiterdriftetiden Kurskreisels ein neuer Bezugs wert/$3 gewonnen und abgespeichert wird.

Es wird dabei davon ausgegangen, daß bei Fahrzeugen, insbesondere bei Landfahrzeugen, die Zeiten für Fahrzeughalt größer sind, als die Zeiten für Fahrzeugfahrt, wobei beispielsweise ein Verhältnis 3 :1 als Erfahrungswert angegeben werden kann. Durch die Erfindung wird nun erreicht, daß die Drift des Kurskreisels während eines Fahrzeughalts durch die Bestimmung eines neuen Bezugswertes eliminiert wird und somit nur noch die Drift bei Fahrzeugfahrt die Kursinformation verfälscht. Weiterhin ist es von besonderem Vorteil, daß aufgrund der in einem bestimmten Zeitintervall auflaufende geringe Fehler durch die Kurskreiseldrift das Navigationsergebnis über einen erheblich längeren Zeitraum innerhalb der zulässigen Toleranzen liegt. Da-

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ne Verfälschung der Kursinformation durch die auch bei 65 durch ist es nun möglich, die Intervalle zwischen den Fahrzeughalt vorhandene Drift unter Benutzung eines einzelnen Nordsuchen zu vergrößern.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß vorzugsweise mittels einer bei Beginn der Weiterfahrt aktivierten

Speichers für die bei Beginn des Fahrzeughalts vorhandene Kursinformation vermieden wird.

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Torschaltung und einer Vergleichsvorrichtung für Kurskreiselsignal und Kursinformation der neue Bezugswert gebildet wird. Die genannte Torschaltung kann beispielsweise die Vergleichsvorrichtung ansteuern oder auch das Kurskreiselsignal bzw. die Kursinformation zur Vergleichsvorrichtung durchschalten.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Speicher für die Kursinformation vorgesehen ist, daß dem genannten Speicher eine Vorrichtung zum Vergleichen der Kursinformation mit dem Kurskrciseisignal nachgeschaltet ist und daß die Vergleichsvorrichtung über ein Gatter mit einem zweiten Speicher für den Bezugswerl verbunden ist, wobei das Gatter nur bei Beginn der Weiterfahrt geöffnet wird.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend das erfindungsgemäße Navigationsverfahren und ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipskizze der verschiedenen Achsen einer Nsvigationsanlage in einer horizontalen Ebene nach einer Nordsuche,

F i g. 2 eine Prinzipskizze der Achsen aus F i g. 1 während der Fahrzeugfahrt,

F i g. 3 eine Prinzipskizze der Achsen aus F i g. 2 bei Beginn der Weiterfahrt nach einem Fahrzeughalt,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Navigationsverfahrens.

Gemäß Fig. 1 ist die Spinachse NSK des nordsuchenden Kreisels einer Navigationsanlage nach der Nordsuche auf die geographische Nordrichtung N eingestellt. Die Spinachse KK des Kurskreisels hat sich nach dem Einschalten des Kreiselrotors auf eine beliebige Richtung eingestellt und schließt mit der Fahrzeuglängsachse den Winkel a\ ein. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die genannten Spinachsen in eine horizontale Ebene projiziert und mit einem gemeinsamen Schnittpunkt dargestellt, auch wenn in der konstruktiven Ausbildung der Kreisel die Spinachsen räumlich getrennt angeordnet sind. Als erster Bezugswert wird der Winkel ß\ zwischen Spinachse KK und Nordrichtung N festgestellt und gespeichert. Da die Kompensation der scheinbaren Drift in bekannter Weise erfolgt, wird auf diese hier nicht weiter eingegangen.

Während der Fahrzeugfahrt ändert die Fahrzeuglängsachse F ihre Lage bezüglich der Nordrichtung, während die Kurskreiselspinachse ihre Lage mit Ausnahme der nichtkompensierbaren Drift beibehält. Aus der Differenz aus dem jeweiligen Winkel «2 zwischen Fahrzeugachse Fund Kui~kreiselspinachse KK und aus dem gespeicherten Bezugswert ß\ wird der jeweilige Kurs γ des Fahrzeuges bestimmt. Die Fahrzeugachse F, die Spinachse NSK und die Spinachse KK nehmen dann beispielsweise die in Fig.2 dargestellte Lage ein. Infolge der Drift wandert jedoch die Kurskreiselspinachse allmählich aus ihrer Lage heraus, so daß die Kursinformation um das Integral dieser Drift, den Driftwinkel &2, verfälscht wird. Da der Driftwinkel t?2 wesentlich kleiner ist als der bei Fahrzeughalt auftretende Driftwinkel, wie nachfolgend noch beschrieben wird, wird bei den weiteren Betrachtungen der Driftwinkel $2 außer acht gelassen.

Bei Beginn eines Fahrzeughaltes wird die letzte Kursinformation yi gespeichert. Infolge der Drift wandert die Kurskreiselspinachse aus ihrer Lage heraus, wobei bis zu Beginn der Weiterfahrt der Driftwinkel #3 auftritt, wie in Fi g. 3 dargestellt Irt. Da insbesondere bei Landfahrzeugen die Zeiten für Fahrzeughalt größer sind als die für Fahrzeugfahrt, wird durch die Kompensation des Driftwinkels #3 bei Fahrzeughalt eine wesentliche Verbesserung des Navigationsergebnisses erreicht. Hierfür wird bei Beginn des Fahrzeughalts die letzte Kursinformation )h gespeichert. Bei Beginn der Weiterfahrt wird aus dem Kurskreiselsignal Λ3 und aus γι durch Differenzbildung ein neuer Bezugswert ßi gebildet, so daß der Driftwinkel #j kompensiert wird und die Kursinformation bei der Fahrzeugfahrt nicht mehr verfälscht. Für weitere Fahrt-Halt-lntervalle wird jeweils wie oben beschrieben das erfindungsgemäße Verfahren angewendet. Eine Information, ob das Fahrzeug fährt oder anhält, kann dabei automatisch in bekannter Weise aus einem Signal eines Weggebers gewonnen werden.

Anhand der F i g. 4 wird ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens beschrieben. Ein Kurskreisel 1 und ein nordsuchender Kreisel 2 liefern analoge Stellungssignale, welche mittels Schalter 3 wahlweise über einen Analog-Digital-Wandler in einen Zähler 5 und ein Suviebregister 6 gelangen. Der Ausgang des Schiebregisters« ist mit einem Gatter 7 und einem Gatter 8 verbunden, wobei das Gatter 7 seinerseits über ein Gatter 9 mit einem Schiebregister 10 und einem Speicher 11 verbunden ist. Der Ausgang dei Schiebregisters 10 ist über eine Additionsstelle 12, ein Gatter 13 und das Gatter 9 auf den Eingang rückgekoppelt, wobei an der Additionsstelle 12 ein Korrektursignal einer bekannten elektronischen Driftkompensationseinrichtung 14 zugeführt werden kann. Der Ausgang des Gatters 8 ist mit einer Additionsstelle 15 und einer Additionsstelle 16 verbunden. Der Ausgang des Schiebregisters 10 ist weiterhin über eine Additionsstelle 17, an welcher in bekannter Weise aus einem Schiebregister 18 ein Konvergenzsignai addiert wird und über die Additionsstelle 16 mit dem Schiebregister 19 verbunden. Mit einem Anzeigegerät 20 kann der Inhalt des Schiebregisters 19, welcher die Kursinformation γι enthält, angezeigt werden. Es ist vom Ausgang des Schiebregisters 19 eine Verbindung zum Schiebregister 10 über die Additionsstelle 15 und ein Gatter 21 vorgesehen. Zum Ansteuern der Gatter 7, 8, 13, 21 ist ein Signalgeber 22 angeordnet und weiterhin ist für die Gatter 13 und 21 ein Signalgeber 23 angeordnet.

Die Funktionsweise des Ausführungibeispiek wird nachfolgend erläutert. Nach erfolgter Nordung des nordsuchenden Kreisels wird der Schalter 3 umgeschaltet und anschließend im Zähler 5 aus den digitalen Stellungssignalen, /i,«i des nordsuchenden Kreisels und des Kurskreisels im Zähler 5 die Differenz gebildet. Diese Differenz stellt den Bezugswert ß\ dar und wird einmalig als Schiebeserie aus dem Schiebregister 6 in da;, Schiebregister 10 und den Speicher 11 eingeschoben. Der Signalgeber 22 liefert zu diesem Zeitpunkt kein Signal, so daß nur das Gatter 7 geöffnet ist, vährend das Gatter 8 geschlossen ist. In das Schiebregister 19 wird, da das Gatter 8 geschlossen ist, aus Schiebregister 10 und 18 ein falscher Wert eingeschoben, der jedoch im sofort anschließend _n Zyklus wieder verschwindet.

Anschließend wird bei Fahrzeugfahrt das Stellungssignal, welches dem Winkel χι des Kurskreisels 1 entspricht, über den Schalter 3, den Analog-Digitalwandler 4 im Zähler 5 aufsummiert und der Zählerstand parallel in das Schiebregister 6 übertragen. Der Signalgeber 22 liefert nun ein Steue,?ignal, so daß der Winkelwert X2 über das Gatter 8 zur Addierstelle 16 gelangt. In der Addierstelle 16 wird aus dem vom Schiebregister 10 ausgeschobenen Bezugswert ß\, welcher mit einem Si-

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gnal für die Konvergenz in bekannter Weise an der Additionsstelle 17 korrigiert wird, zum Kurskreiselsignal Λ2 vorzeichenrichtig addiert und als Kursinformation yi in das Schiebregister 19 eingeschoben und im Anzeigegerät 20 angezeigt. Der gleichzeitig aus dem Schiebregister 19 ausgeschobene Wert wird an der Additionsstelie 15 vom Kurskreiselsignal aj subtrahiert. Da jedoch das Gatter 21 geschlossen ist (das Steuersignal des Signalgebers 23 fehlt), ist dies ohne Einfluß. Gleichzeitig wird auch der Inhalt des Schiebregisters 10 in der Additionsstelle 12 zu einem eventuell vorhandenen Wert der Driftkompensationseinrichtung 14 addiert und der Summenwert über das offene Gatter 13 (Steuersignale von Signalgeber 22 vorhanden und von Signalgeber 23 nicht vorhanden) wieder in das Register 10 eingc- ι ■> schoben. Die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen sich bei Fahrzeugfahrt beispielsweise zyklisch durch einen Taktgeber (nicht dargestellt) gesteuert.

bei Fahrzeughait werden die Signale des Taktgebers unterdrückt und die letzte Kursinformation ;·? bleibt im Schiebregister 19 gespeichert. Bei Beginn der Fahrzeugfahrt wird der Taktgeber wieder freigegeben und der Signalgeber 23 liefert ein Steuersignal. Das vom Kurskreisel 1 gelieferte Signal für den Winkel <tj ist um den inzwischen aufgelaufenen Driftwinkel &i verfälscht. Zur Kompensation dieses Driftwinkels wird an der Additionsstelle 15 aus dem Kurskreiselsignal Λ] und der im Register 19 gespeicherten Kursinformation γ^ die Differenz gebildet und als neuer Bezugswert ßi über das geöffnete Gatter 21 und das Gatter 9 in das Schiebregister jo iO eingegeben. Auch hierbei erscheint im Register 19 kurzzeitig ein falscher Wert, welcher aber im nächsten Zyklus durch die richtige Kursinformation '/2 ersetzt wird, welche somit den bei Fahrzeughalt aufgelaufenen Driftwinkei &j nicht enthält. Anschließend wiederholen sich die Vorgängen wie oben bei Fahrzeugfahrt be-

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

22 Ol Patentansprüche:

1. Navigationsverfahren, insbesondere für Landfahrzeuge, bei welchem Verfahren eine Kursinformation aus einem Bezugswert, welcher vorzugsweise der gespeicherten Ausrichtung der Spinachse eines Kurskreisels- zur Nordrichtung entspricht und aus einem Kurskreiselsignal, welches der Ausrichtung der Spinachse des genannten Kurskreisels zur Fahrzeuglängsachse entspricht, gebildet wird, wobei eine Verfälschung der Kursinformation durch die auch bei Fahrzeughalt vorhandene Drift unter Benutzung eines Speichers für die bei Beginn des Fahrzeughalts vorhandene Kursinformation, vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abspeicherung der Kursinformation ein elektronischer Speicher verwendet wird und daß bei Fahrzeugstart aus der gespeicherten Kursinformation Aufgrund der Erddrehung ergibt sich für die raumfest orientierte Kurskreiselspinachse eine systematische, als scheinbare Drift bezeichnete Auswanderung, welche beispielsweise in einem Rechner kompensiert werden kann. Ferner tritt infolge von Kreiselfeldern, wie beispielsweise Lagerreibung, eine als Zufallsdrift bezeichnete Auswanderung der Kurskreiselspinachse auf. Je nach Güte des Kreisels ist nun die nichtkompensierbare Drift größer oder kleinen Die somit verbleibend..: Drift

ίο verschlechtert das Navigationsergebnis.

Es wurde bereits in der DE-OS 19 43 026 vorgeschlagen, in bestimmten Zeitabständen die Drift (entweder die Zufallsdrift oder bei nichtkompensiertem Kreisel die Summe der Driften) zu bestimmen und eine Extrapola-

tion für den nachfolgenden Zeitraum vorzunehmen. Hierzu müssen bei Stand des Fahrzeuges innerhalb einer vorgesehenen Meßzeit in gleichen Zeitabständen eine Vielzahl von Messungen der Ausrichtung des Kreisels gegenüber dem Fahrzeug durchgeführt und daraus

und dem dann vorhandenen, der Kurskreiselausrich- 20 elektrische Größen erzeugt werden, deren Summe ein