DE3912108C2 - Orientation and positioning device for vehicles - Google Patents
Orientation and positioning device for vehiclesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Orientierungs- und Positioniereinrichtung für Fahrzeuge, welche aus einer Fahrzeugorientierungsanlage, die neben einem Weggeber nur einen Kurskreisel als Richtungsreferenz aufweist, bei der die Richtung mit der notwendigen Genauigkeit durch Korrektur der Anlage beim Überfahren bekannter Positionen erfolgt, und bei der aus der Ablage von der bekannten Position die Ausrichtung des Kurskreisels gegen Nord errechnet wird und eine Nordungsanlage zum Ausrichten eines auszurichtenden Geräts (Waffe, Radargerät) besteht, wobei zwischen der Fahrzeugorientierungsanlage und der Nordungsanlage Datenaustauschverbindungen hergestellt sind, um wenigstens eine in der einen Anlage verwertbare und in der anderen Anlage anfallende Information zur Verbesserung der Eigenschaften der einen Anlage zu übertragen und auszunutzen.The present invention relates to an orientation and Positioning device for vehicles consisting of a Vehicle orientation system, which in addition to a travel sensor only has a course gyro as a directional reference in which the direction with the necessary accuracy by correction the system occurs when driving over known positions, and when the from the tray from the known position Alignment of the course top towards north is calculated and a northing system for aligning one to be aligned Device (weapon, radar device) exists, being between the Vehicle orientation system and the northing system Data exchange connections are made to at least one usable in one system and in the other Information generated to improve the system To transfer properties of one plant and to take advantage of.
Eine derartige Orientierungs- und Positioniereinrichtung für Fahrzeuge ist aus der älteren DE 38 14 958 A1 bekannt.Such an orientation and positioning device for Vehicles are known from the older DE 38 14 958 A1.
Aus der TELDIX-Broschüre "Überall, wo neue Ideen gebraucht werden", herausgegeben von der TELDIX GmbH unter 229/VL 5.86 Sp. (30) Seiten 12/13, ist es bekannt, ein Fahrzeug anstelle mit einer Fahrzeugnavigationsanlage, die einen Nordsucher beinhaltet, mit einer billigeren Fahrzeugorientierungsanlage FOA auszustatten, die keinen Nordsucher beinhaltet, sondern bei der Navigationsfehler bei Überfahren von einer Karte entnehmbaren Positionen korrigiert werden und aus den Korrekturen auf Kreisel- und Weggeberfehler rückgeschlossen und diese korrigiert werden. Zur Anfangsausrichtung wird entweder eine Ausrichtstrecke abgefahren oder es wird die gespeicherte Richtung verwendet, die sich am Ende der vorausgegangenen Fahrt ergeben hatte.From the TELDIX brochure "Wherever new ideas are needed will be published by TELDIX GmbH under 229 / VL 5.86 Sp. (30) pages 12/13, it is known to take a vehicle instead with a car navigation system that a north finder includes, with a cheaper vehicle orientation system To equip FOA, which does not include a north seeker, but when navigational errors when driving over a map removable positions are corrected and from the Corrections based on gyro and encoder errors and these are corrected. For the initial alignment either an alignment route is followed or it becomes the saved direction used, which is at the end of the had resulted in the previous trip.
Es ist aus der gleichen Broschüre Seite 8 und Seite 12 auch bekannt, für Ausrichtzwecke von Waffen, Radargeräten und ähnlichem in einem Fahrzeug, das ein solches Gerät mitführt, eine nordsuchende Kreiselanlage mitzuführen, deren Kernstück ein nordsuchender Kreisel ist. Für den Betrieb dieser Anlage muß der ungefähre Standort (auf ca. 1 km genau) bekannt sein. Außerdem ist es für die Anlage günstig, den nordsuchenden Kreisel ungefähr (ca. 3°) in Richtung Nord vorauszurichten, um dadurch die Nordungszeit zu reduzieren.It is from the same brochure page 8 and page 12 too known for the aiming of weapons, radars and the like in a vehicle carrying such a device, to carry a north-looking gyro system, the core of which is a north seeking gyroscope. For the operation of this system the approximate location must be known (accurate to approx. 1 km) be. It is also favorable for the system north-seeking roundabout approximately (approx. 3 °) in a northward direction to reduce the north time.
Aus der DE-OS 25 45 025 geht ein Fahrzeugnavigationssystem hervor, bestehend aus einem Geschwindigkeitsgeber, einem Kreiselreferenzgerät, einem Anzeige- und Bediengerät und einem all diese Funktionseinheiten steuernden Rechner.DE-OS 25 45 025 describes a vehicle navigation system , consisting of a speed sensor, a Gyro reference device, a display and control device and a computer controlling all of these functional units.
Ein in dem TELDIX-Prospekt: Vehicle Navigation System FNA 55, Febr. 1983 beschriebenes Fahrzeugnavigationsgerät enthält einen nordsuchenden Kreisel, einen Kurskreisel, einen Navigationsrechner und eine Anzeigeeinheit.One in the TELDIX brochure: Vehicle Navigation System FNA 55, Febr. 1983 vehicle navigation device contains a north seeking gyroscope, a course gyroscope, a navigation computer and a display unit.
Werden nun die beiden oben erläuterten autarken Anlagen, die an sich voll ständig unabhängig voneinander arbeiten können und sollen, in einem Fahr zeug, z. H. in Panzerhaubitzen, Radarfahrzeugen oder Raketenwerfern mitge führt und getrennt gebraucht, so wird es durch die erfindungsgemäße Ver netzung der beiden Anlagen möglich, wenigstens eine der Anlagen, vorzugs weise jedoch beide, durch Informationsaustausch zu verbessern.Now the two self-sufficient systems explained above, which are full in themselves can and should always work independently of one another in one drive stuff, e.g. H. in tank howitzers, radar vehicles or rocket launchers leads and used separately, it is by the inventive Ver Networking of the two systems possible, at least one of the systems, preferably however, both wise to improve through information sharing.
Es wird vorgeschlagen, die FOA und die Nordsuchanlage durch eine bidirekti
onale Datenschnittstelle zu verbinden, über die die folgenden Daten, wenig
stens teilweise, ausgetauscht werden können:
FOA → Nordsuchanlage:It is proposed to connect the FOA and the north search facility through a bidirectional data interface, via which the following data can be exchanged, at least in part:
FOA → north search system:
- (1) Positionskoordinaten. Da die Genauigkeit im Meterbereich liegt, ist sie mehr als ausreichend für die Nordsuche.(1) Position coordinates. Because the accuracy in Meter range, it is more than sufficient for the north search.
- (2) Richtungsinformation. Die Genauigkeit beträgt ca. 0,5° und ist damit zur Groborientierung des NSK ausreichend.(2) Direction information. The accuracy is approx. 0.5 ° and is therefore the general orientation of the NSK sufficient.
Nordsuchanlage → FOA:North search facility → FOA:
- (3) Richtungsinformation. Die Genauigkeit von z. B. 0,05 bis 0,10 ist für die Anfangs- und Zwischen ausrichtung (Update) der FOA ausreichend. Vor aussetzung ist eine Richtungszuordnung der Ein baulagen von FOA und der Nordsuchanlage.(3) Direction information. The accuracy of e.g. B. 0.05 to 0.10 is for the beginning and intermediate Alignment (update) of the FOA sufficient. Before Suspension is a directional assignment of the one construction sites of FOA and the north search system.
Weitere Austauschdaten ergeben sich aus den Patentansprüchen.Further exchange data result from the patent claims.
Durch die Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt, nämlich:A number of advantages are achieved by the invention, namely:
- - keine manuelle Positionseingabe an der Nordsuchanlage nötig;- no manual position entry on the north search system necessary;
- - kürzere Nordungsdauer durch Grobwinkelübernahme;- shorter northing duration due to rough angle transfer;
- - Durchführung von Plausibilitätstests möglich durch Vergleich der Richtungen;- Plausibility tests can be carried out by comparing the Directions;
- - Anfangsausrichtung der FOA; damit schnellere Betriebsbereitschaft;- Initial alignment of the FOA; thus faster operational readiness;
- - Wegfall der Ausrichtstrecke zur Anfangsausrichtung der FOA; - Elimination of the alignment route for the initial alignment of the FOA;
- - Update der FOA durch Nordung im Fahrzeugstillstand (Verbesserung der Richtungs- und der Positionsgenauigkeit); dadurch geringere Abhängigkeit von vermessenen Navigationspunkten zur Korrektur;- Update of the FOA by Nordung in the vehicle standstill (improvement of the Directional and positional accuracy); therefore less dependency of measured navigation points for correction;
- - Vermeidung von Fehlern bei der (manuellen) Dateneingabe;- Avoidance of errors in (manual) data entry;
- - Möglichkeit zum Anschluß weiterer Geräte an den Datenverbund.- Possibility to connect additional devices to the data network.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung prinzipiell dar gestellt.An embodiment of the invention is shown in principle in the drawing posed.
Eine Fahrzeugorientierungsanlage FOA besteht aus einem Weggeber WG, einer Kursreferenz, z. B. einem Kurskreisel KK, und einem Navigations-Rechner µC, sowie einem Bediengerät, z. B. einem Kartengerät KG. Weggeber und Kurskrei sel liefern ihre Signale an den Rechner µC, der daraus Positionssignale er rechnet und diese auf dem Kartengerät KG zur Anzeige bringt.A vehicle orientation system FOA consists of a position sensor, one Course reference, e.g. B. a course gyro KK, and a navigation computer µC, and an operating device, for. B. a card device KG. Pathfinder and course group sel deliver their signals to the computer µC, which generates position signals calculates and displays them on the KG card device.
Wird eine in der Karte eindeutig erkennbare Position, z. B. eine Brücke, überfahren und die Anlage zeigt im Kartengerät KG eine andere Position an, so wird die Position durch Verstellen der Anzeige korrigiert. Die Verstel lung wird an den Rechner µC zurückgemeldet, der daraus Korrekturwerte für die Weggeber- und Kurskreiselsignale errechnet und zukünftig diese Werte entsprechend korrigiert.If a position clearly recognizable on the map, e.g. B. a bridge, run over and the system shows another position in the card device KG, the position is corrected by moving the display. The Verstel tion is reported back to the computer µC, which uses it to make correction values for the encoder and heading gyro signals are calculated and these values in the future corrected accordingly.
Die ebenfalls im Fahrzeug mitgeführte Nordsuchanlage (NKA) besteht aus einem nordsuchenden Kreisel NSK, einem Rechner R und einem Bedien-Anzeige gerät HG. Diese Baugruppen können ggf. auch in einem Gerät zusammengefaßt sein.The north search system (NKA), which is also carried in the vehicle, consists of a north-looking gyro NSK, a computer R and an operating display device HG. If necessary, these modules can also be combined in one device be.
Zur Ausrichtung z.H. eines Radargerätes an einem vorgewählten Ort, wird über das Bediengerät BG ein Nordsuchvorgang ausgelöst, um die Nordrichtung exakt zu bestimmen. Erleichtert wird dieser Vorgang durch eine Voraus richtung des NSK nach ungefähr Nord mit Hilfe von über die bidirektionale Vernetzung VE übertragenen groben Nordsignalen. Die Ausrichtung der Einbau orte der Kreisel NSK und KK zueinander muß allerdings bekannt sein. Auch die geographische Breite kann vom Rechner µC geliefert werden. Sie wird zur Nordbestimmung benötigt. Dadurch kann nicht nur der z. B. durch Kreiseldrift, in der FOA aufgelaufene Kursfehler korrigiert werden. Vielmehr kann auch der Positionsfehler verringert werden, soweit er mit dem Kursfehler korre liert ist. Umgekehrt kann nach der Nordung der hochgenaue Nordwert des NSK zur FOA zu deren Genauigkeitserhöhung übertragen werden.For the alignment a radar at a preselected location A north search is triggered via the control unit BG to determine the north direction to be determined exactly. This process is facilitated by advance Direction of the NSK towards north using the bidirectional Networking VE transmitted coarse north signals. The orientation of the installation Locations of the gyro NSK and KK to each other must be known. Also the latitude can be supplied by the µC computer. It becomes North determination needed. As a result, not only the z. B. by gyro drift, course errors accumulated in the FOA are corrected. Rather, it can the position error can be reduced insofar as it is correct with the course error is. Conversely, after the northing, the highly accurate north value of the NSK transferred to the FOA to increase their accuracy.
Claims (23)
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Publications (2)
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Also Published As
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