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Verfahren zur Standortbestimmung von Fahrzeugen Das Hauptpatent (Az.
P 21 37 846.1-35) betrifft ein Verfahren zur Standortbestimmung flächengebundener
Fahrzeuge, insbesondere in einem Stadtgebiet, wobei das zu ortende Fahrzeug Meßsignale
aussendet, welche von mehreren, getrennt angeordneten Empfangs stationen drahtlos
empfangen und in einer Zentrale mittels eines Hyperbelverfahrens ausgewertet werden,
wobei außerdem ein ortsfester Vergleichssender zur-Gewinnung von Korrekturwerten
abgefragt wird. Dabei sind die Meßsignale auf einen hochfrequenten Träger modulierte
Tonsignale, welche in den Empfangsstationen demoduliert und über Niederfrequenzleitungen
an die Zentralstation weitergeleitet werden, wo durch direkten Phasenvergleich die
Laufzeitdifferenzen ermittelt werden, wobei zur Eliminierung der zwischen den Empfangs
stationen und der Zentrale auftretenden Laufzeitfehler Korrekturwerte durch Abfragen
des Vergleichssenders gewonnen werden. Ferner werden die Meßsignale jeweils in mehr
Empfangs stationen empfangen, als dies zur Gewinnung eines Hyperbelschnittpunktes
erforderlich wäre, für jede Standortbestimmung werden jeweils mehrere Meßsignale
des Fahrzeuges über die einzelnen Empfangs stationen empfangen und schließlich wird
aus allen gemessenen Laufzeitdifferenzen durch Mittelwertbildung der wahrscheinliche
Fahrzeugstandort festgelegt.
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Wie im Hauptpatent dargelegt, wird eine Verwendung des Hyperbel-Ortungsverfahrens
in einem Stadtgebiet dadurch
ermöglicht, daß man die durch Reflexionen
bedingte Verfälschung des Meßergebnisses mit einer räumlichen und zeitlichen Mehrfachmessung
und mit entsprechender Mittelwertbildung ausschaltet. Daraus ergibt sich, daß die
Ortung eines einzelnen Fahrzeuges umso genauer wird, Je mehr Meßwerte zur Verfügung
stehen, d.h. Je mehr Zeit für diese Einzelortung aufgewendet wird.
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Andererseits soll nun aber eine größere Anzahl von Fahrzeugen ständig
geortet werden, was aufgrund des Systems jedoch nicht gleichzeitig möglich ist.
Hier ergibt sich die Schwierigkeit, daß die Genauigkeit der ermittelten Standorte
sowohl durch einen räumlichen Fehler als auch durch einen zeitlichen Fehler bestimmt
wird. Der räumliche Fehler entsteht; wie erwähnt, durch Meßfehler bei der Einzelortung
und kann durch Mehrfachmessung verringert werden. Der zeitliche Fehler entsteht
dadurch, daß sich das Fahrzeug vom letzten ermittelten Standort entfernt, und zwar
umso mehr, je schneller es fährt und je mehr Zeit bis zur nächsten Ortung dieses
Fahrzeuges vergeht. Die Genauigkeit einer Einzelortung kann also nicht beliebig
gesteigert werden, da sonst der erwähnte zeitliche Fehler für die übrigen Fahrzeuge
unerträglich groß würde.
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Je größer die Zahl der zu bedienenden Fahrzeuge wird, umso schwierig
wird das Problem, jedes Fahrzeug genügend oft und genügend genau orten zu können.
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Andererseits ist es bei einer großen Fahrzeugflotte im allgemeinen
nicht notwendig, ständig die Standorte sämtlicher Fahrzeuge mit gleicher Genauigkeit
zu kennen. Aufgabe der Erfindung ist es, das Ortungssystem.nach dem Hauptpatent
so weiterzubilden, daß auch bei einer großen Anzahl von Fahrzeugen zumindest die
jeweils wichtigsten Standortbestimmungen mit optimaler Genauigkeit erfolgen. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß die Adressen aller Fahrzeuge des Ortungssystems
in einer Adressenspeichereinrichtung gespeichert und je nach ihrem Einsatzzustand
mit
unterschiedlichen Dringlichkeitsmarkierungen gekennzeichnet
werden, und daß die Fahrzeuge in Abhängigkeit von ihrer zugehörigen Kennzeichnung
in unterschiedlich schneller Folge zur Ortung aufgerufen werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die einzelnen Fahrzeuge
verschiedenen Dringlichkeitsstufen zugeordnet, wobei die Ortungsgenauigkeit jeweils
für die Fahrzeuge einer Dringlichkeitsstufe gleich, zwischen den einzelnen Dringlichkeitsstufen
jedoch verschieden ist. Alle Fahrzeuge sind fortlaufend von 1 bis n durchnumeriert,
erhalten jedoch zusätzlich zu dieser Nummernadresse ein Dringlichkeitskennzeichen.
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Im allgemeinen wird für den größten Teil der Fahrzeuge eine genaue
Ortung nicht notwendig sein. Für diese Fahrzeuge genügt also eine sogenannte Uberwachungsortung
mit relativ geringer Genauigkeit, d.h. eine Ortung mit kurzen Ortungszeiten und
langen Ortungszyklen. Die Ergebnisse einer solchen Ortung werden im allgemeinen
lediglich gespeichert, um im Bedarfsfall den Zustand und den ungefähren Standort
des betreffenden Fahrzeugs abrufen zu können. Für einen Teil der Fahrzeuge wird
nun bereits eine etwas genauere Standortbestimmung verlangt, beispielsweise bei
Polizeifahrzeugen für alle Fahrzeuge im Streifendient. Die Adressen dieser Fahrzeuge
werden also mit dem Kennzeichen für Ubersichtsortung versehen und dementsprechend
genauer und häufiger geortet. Schließlich wird für eine geringe Zahl von Fahrzeugen
eine ständige Ortung mit höchster Genauigkeit verlangt, beispielsweise für Einsatzfahrzeuge,
die ein fliehendes Fahrzeug verfolgen oder dergleichen. Die Adressen dieser Fahrzeuge
erhalten ein zusätzliches Kennzeichen für Einsatzortung und werden dementsprechend
oft und genau geortet. Natürlich ist die Erfindung nicht auf die genannten drei
Betriebsarten beschränkt, sondern je nach Anwendungsfall kann eine beliebige Unterteilung
der Fahrzeuge in mehr oder weniger Betriebsartgruppen erfolgen.
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Um die Fahrzeuge des Ortungssystems je nach Betriebsart mit unterschiedlicher
Häufigkeit zu orten, ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen,
die Fahrzeuge zu unterschiedlich großen Gruppen zusammenzufassen und dann zyklisch
aus jeder dieser Gruppen jeweils die gleiche Anzahl von Adressen zur Ortung abzurufen.
Damit erreicht man, daß aus einer Gruppe mit großer Fahrzeugzahl das einzelne Fahrzeug
erst nach längerer Zeit zur Ortung an die Reihe kommt, während die Fahrzeugadressen
in einer kleinen Gruppe während der gleichen Zeit häufiger geortet werden. Hat man
dagegen insgesamt eine kleinere Zahl von Fahrzeugen und zahlenmäßig etwa gleiche
Gruppen, die trotzdem unterschiedlich häufig geortet werden sollen, so kann man
natürlich in einem Zyklus aus jeder der Gruppen eine untershiedliche Zahl von Adressen
aufrufen.
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Die Speicherung der Fahrzeugadressen bzw. ihrer Betriebsartkennzeichnung
wird vorzugsweise in einem oder mehreren Schi eberegi stern vorgenommen. Dabei kann
die Betriebsartkennzeichnung bereits dadurch erfolgen, daß die Fahrzeugadresse einem
von mehreren Schieberegistern zugeordnet wird. In diesemSall sind also alle Fahrzeuge,
die mit der gleichen Häufigkeit geortet werden sollen, in einem bestimmten Schieberegister
gespeichert, wobei vorzugsweise Schieberegister unterschiedlicher Stufenzahl für
die einzelnen Fahrzeuggruppen verwendet werden. So wird zyklisch aus jedem dieser
Schieberegister eine bestimmte Anzahl von Adressen abgefragt und durch die Rückkopplung
am Ende wieder eingespeist.
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In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird ein
Schieberegister verwendet, dessen Stufenzahl mindestens der Gesamtzahl der zu ortenden
Fahrzeuge entspricht. In Jeder Stufe des Schieberegisters ist hierbei die Betriebsart
des betreffenden Fahrzeuges gespeichert.
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Um dabei auch eine unterschiedliche Häufigkeit der Ortung zu erreichen,
wird über eine Betriebsartwähleinrichtung
die Abfrage aus dem Schieberegister
so gesteuert, daß jeweils nur Fahrzeuge der gewählten Betriebsart aufgerufen und
die zwischenliegenden Fahrzeugadressen einer anderen Betriebsart schnell überlaufen
werden.
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In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Fahrzeugadressen selbst
im Schieberegister zu speichern, da alle Fahrzeugàdressen immer in derselben Reihenfolge
durchgezählt werden, allerdings mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Es genügt
also, im Schieberegister nur die Betriebsartkennzeichnung in der entsprechenden
Stufe zu speichern.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der
Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 eine Speichereinrichtung für die Fahrzeugadressen
mit getrennter Speicherung für jede Betriebsart, Fig. 2 eine Speichereinrichtung
mit Kennzeichnung der Fahrzeugadressen in einem einzigen Schieberegister.
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Die Fig. 1 zeigt eine Speichereinrichtung für das erfindungsgemäße
Ortungsverfahren, wobei die Fahrzeugadressen je nach gewünschter Ortungsgenauigkeit
einer von drei Betriebsarten zugeordnet werden können. Diese Zuordnung erfolgt durch
Speicherung der betreffenden Fahrzeugadresse in einem von drei Schieberegistern
SR1, SR2 und SR3, welche unterschiedliche Stuienzahlen aufweisen oder zumindest
mit einer unterschiedlichen Anzahl von Fahrzeugadressen bestückt sind.
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Zunächst sei angenommen, daß in jeder Stufe des jeweiligen Schieberegisters
eine Fahrzeugadresse, beispielsweise mit 12 bit Breite eingeschrieben ist.
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-Jeweils eines der Schieberegister SR1, SR2 bzw. SR3 wird von einem
Taktgeber TG mit Impulsen beaufschlagt, so daß
die gespeicherten
Fahrzeugadressen der Reihe nach über eine Ausgabeleitung al 1, al 2 oder al 3 und
über eine Adressenkontrolleinrichtung AK zum Aufrufsender AS gegeben wird. Dieser
Aufrufsender AS sendet also jede dieser Adressen nach einem bekannten Selektivrufverfahren
aus und veranlaßt somit das betreffende Fahrzeug zur Abgabe des Meßsignals. Gleichzeitig
wird die ausgesandte Adresse in der Zentralstation dem Ortungsteil ORT zugeführt,
um eine Zuordnung zwischen Fahrzeugadresse und den ermittelten Meßergebnissen zu
erhalten. Der Ortungsteil ORT entspricht also den im Hauptpatent angeführten Geräten
zur Ermittlung und Anzeige bzw. Speicherung von Meflergebnissen. Bei jedem Schieberegister
SR1 bis SR3 wird die jeweils ausgelesene Fahrzeugadresse über eine Rückkopplungsleitung
rl 1, rl 2 bzw. rl 3 am Ende wieder eingespeichert, so daß die Reihenfolge der Fahrzeuge
innerhalb der betreffenden Betriebsart erhalten bleibt. Mit jeder ausgesandten Adresse
wird auch ein Takt an einen Teiler TEI gegeben, der nach einer vorgegebenen Anzahl
von Takten über eine Wähleinrichtung WL11 und WL12 den Taktgeber und den Aufrufsender
an das nächste Schieberegister anschaltet. Der Teiler wird zurückgesetzt, und aus
dem nunmehr angeschalteten Schieberegister mit einer anderen Betriebsart wird nun
die gleiche Anzahl von Fahrzeugadressen aufgerufen. Jedes Schieberegister erhält
somit im Zyklus immer die gleiche Zahl von Taktimpulsen des Taktgebers TG, so daß
die Fahrzeugadressen in einem Schieberegister mit geringerer Belegung entsprechend
häufiger aufgerufen werden.
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Nimmt man an, daß jedes Schieberegister genau soviele Stufen aufweist,
wie Adressen in ihm gespeichert werden, so kann die Weiterschaltung stets mit derselben
Taktgeschwindigkeit vorgenommen werden. Da jedoch die Betriebsart des einzelnen
Fahrzeuges immer wieder wechselt und entsprechend seine Adresse von einem Schieberegister
in
das andere übernommen wird, können in den einzelnen Schieberegistern
verschiedene Stufen frei bleiben.
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Für diesen Fall wird in der Adressenkontrolle AK überprüft, ob an
der betreffenden Stufe eine Fahrzeugadresse steht. Ist dies nicht der Fall, so veranlaßt
die Adressenkontrolle ÄK den Taktgeber TG zur Abgabe eines schnellen Taktes, so
daß die leeren Stellen des Schieberegisters überlaufen werden. Diese schnellen Takte
werden im Teiler TEI nicht gezählt.
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Während im Ausführungsbeispiel nach Fig.1 die Betriebsart eines Fahrzeuges
durch Einspeisung einer Adresse in ein bestimmtes Schieberegister ausgedrückt wurde,
wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 die Reihenfolge der Fahrzeuge unabhängig
von der Betriebsart stets beibehalten.
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Durch einen Taktgeber TG wird dauernd ein Zähler ZLA fortgeschaltet,
der sämtliche Fahrzeugadressen in endloser Kette durchzählt. Parallel zum Zähler
ZLA ist ein Schieberegister SR20 geschaltet, das ebenso viele Stufen wie der Zähler
aufweist, entsprechend der Gesamtzahl der im Ortungssystem erfaßbaren Fahrzeuge.
Wegen der direkten parallelen Zuordnung braucht die einzelne Fahrzeugadresse im
Schieberegister nicht gespeichert zu werden, vielmehr ist in jeder Stufe des Schieberegisters
nur die dem entsprechenden Fahrzeug zugeordnete Betriebsart gespeichert. Die Bit-Breite
entspricht also der Zahl der vorgesehenen Betriebsarten, wenn man eine enfalls mögliche
Codierung außer Acht läßt.
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Bei jedem Taktimpuls erscheint an einer der drei Ausgangsleitungen
al 21, al 22 bzw. al 23 des Schieberegisters SR20 ein Signal, welches anzeigt, daß
das gerade im Zähler ZLA adressierte Fahrzeug die Betriebsart 1,2 oder 3 aufweist.
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Uber die Rückführungsleitungen rl 21, rl 22 und rl 23 wird das ausgegebene
Signal in bekannter Weise rückgekoppelt.
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Der Wählerschalter WL21 bleibt für jeweils eine vorgegebene
Anzahl
von Signalen der betreffenden Betriebsart an jede der drei Ausgangsleitungen al
21, al 22 und al 23 angeschaltet. Solange nun im Zähler ZLA Fahrzeugadressen stehen,
die nicht der gerade gewählten Betriebsart'angehören, gibt der Taktgenerator TG
einen schnellen Zähltakt ab, so daß gleichzeitig'das Schieberegister SR20 schnell
weitergeschaltet wird. Außerdem hält der Taktgenerator den Adressenaufrufschalter
AAS geöffnet, so daß die betreffenden Adressen nicht zum Aufrufsender AS gelangen.
Erreicht jedoch der Zähler ZLA eine Fahrzeugadresse der gewählten Betriebsart, so
gelangt das Betriebssignal aus dem Schieberegister SR20 über die Ausgabeleitung
al 21 bzw. al 22 oder al 23 und den Wählerarm WL21 zum Taktgenerator TG, falls auch
der Vergleichsschalter VGl geschlossen ist. In diesem Fall wird der Taktgenerator
TG zu einem langsamen Zähltakt veranlaßt; er schließt außerdem den Aufrufausgabeschalter
AAS, so daß die im Zähler ZLA stehende Adresse über den Aufrufsender AS ausgesandt
wird. Das betreffende Fahrzeug sendet sein Meßsignal aus und in der Ortungseinrichtung
ORT wird die Aufrufadresse den Meßwerten zugeordnet.
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Um innerhalb der einzelnen Betriebsarten die Reihenfolge der aufzurufenden
Fahrzeuge einzuhalten, sind weitere Zähler ZL1, ZL2 und ZL3 vorgesehen, deren Bit-Breite
ebenso wie die des Zählers ZLA den Fahrzeugadressen entspricht.
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Jeder dieser Zähler ZL1, ZL2 undZL3 ist einer bestimmten Fahrzeugbetriebsart
zugeordnet, so daß er nur bei seiner zugehörigen Betriebsart in Tätigkeit tritt.
Der Zähler ZL1, ZL2, ZL3 enthält also immer die Adresse desjenigen Fahrzeugs, welches
als letztes Fahrzeug der entsprechenden Betriebsart aufgerufen wurde. Mit den Wählerschaltern
WL22 und WL23, die mit dem Wählerschalter WL21 fest gekoppelt sind, wird je nach
Wahl der Betriebsart einer der drei genannten Zähler angekoppelt.
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Beim Wechsel der Betriebsart über die Wählerschalter WL21,
WL22
und Wo23 muß nun gewährleistet werden, daß zunächst der Zähler ZLA mit dem neu eingeschalteten
Betriebsartzähler ZL1, ZL2 oder ZL3 synchronisiert wird, damit die Reihenfolge der
aufgerufenen Fahrzeuge innerhalb der Betriebsart gewahrt bleibt. Zu diesem Zweck
sind die Ausgänge der Betriebsartzähler ZL1, ZL2 und ZL3 über den Wählerschalter
WL23 zu einer Vergleichseinrichtung VG geführt. Gleichzeitig erhält diese Vergleichseinrichtung
VG das Ausgangssignal des Zählers ZLA. Dieser Zähler ZLA läuft also bei Umschaltung
der Betriebsart so lange, bis die Vergleichs einrichtung VG Übereinstimmung der
Adressen im Zähler ZLA und im angeschalteten Betriebsartzähler ZL1, ZL2 oder. ZL3
feststellt. Erst dann wird der Schalter VG2 geschlossen, so daß beim Weiterlaufen
des Zählers ZLA der gewählte Betriebsartzähler ZL1, ZL2 oder ZL3 synchron mitläuft.
Gleichzeitig schließt die Vergleichseinrichtung VG auch den Schalter VG1, so daß
die Betriebsartsignale aus dem Schieberegister SR20 über den Wählerschalter WL21
zum Taktgenerator TG gelangen können. Wie oben erwähnt, wird in diesem Fall ein
langsamer Zähltakt abgegeben und gleichzeitig der Adressenausgabeschalter AAS geschlossen,
so daß die anstehenden Fahrzeugadressen über den Aufrufsender AS ausgesandt werden
können.
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Die Weiterschaltung der fesfgekoppelten Wählerschalter WL21, WL22
und WL23 kann in einfacher Weise wieder über einen Teiler TEI erfolgen, welcher
nach einer vorgegebenen Anzahl von ausgesandten Adressen die Wählerschalter auf
die nächste Betriebsart fortschaltet.
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8 Patent ansprüche 2 Figuren