EP3247976A1 - Bestimmen der position eines fahrzeugs - Google Patents

Bestimmen der position eines fahrzeugs

Info

Publication number
EP3247976A1
EP3247976A1 EP16713353.7A EP16713353A EP3247976A1 EP 3247976 A1 EP3247976 A1 EP 3247976A1 EP 16713353 A EP16713353 A EP 16713353A EP 3247976 A1 EP3247976 A1 EP 3247976A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measured values
sensors
vehicle
sensor device
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16713353.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen SCHÄFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3247976A1 publication Critical patent/EP3247976A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/166—Mechanical, construction or arrangement details of inertial navigation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
    • B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/02—Global system for mobile communication - railways [GSM-R]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention relates to a sensor device for determining the position of a vehicle, which runs on a predetermined route, in particular a rail vehicle. Further, the invention applies ⁇ be a vehicle, a use and a method.
  • beacons In modern mass transportation such as subways, trams and trains, it is often difficult to determine the exact position of each vehicle.
  • GPS receivers are used, which can be combined with wei ⁇ cal sensors.
  • Beacons for example, can be placed along a train route. In order to keep the costs for the installation of beacons low, the distances of the beacons are chosen so large that the number of beacons can be kept low. However, this leads to a less accurate position determination based on the beacon.
  • triangulation based on mobile radio signals. Trains, especially high-speed trains, also travel at speeds that are so high that an exact position determination by means of GPS or triangulation is not possible.
  • radio signals emanating for example from stationary beacons be blocked by obstacles and tunnels.
  • DE 195 32 104 C1 discloses a device for determining the position of a track-guided vehicle.
  • DE 101 04 946 A1 shows a method for determining and monitoring the planned position of an object.
  • DE 10 2013 013 156 AI discloses a method in which an additional transmitter is integrated into a navigation system.
  • the senor device has a number
  • the sensors can detect the movement directly or indirectly. This means that the sensors can provide a Positionsinfor ⁇ mation, for example, directly or the position can be derived from the sensor values, for example, by integration or differentiation. As physical variables, for example, all variables can be detected that enable a recognition of a position.
  • the sensors have at least magnetic field sensors for detecting an orientation and / or pressure sensors and / or real-time clocks.
  • the sensor device furthermore has a data memory which is designed to store reference measured values for the sensors at predetermined positions on the given route.
  • the predefined positions can be defined on the given route, for example at intervals which correspond to the desired spatial resolution.
  • the predefined positions consequently result in the predefined route strung together.
  • the corresponding reference measured values can be stored in the data memory, which are used for comparison with the measured values recorded by the sensors.
  • the sensor device has a computing device which is coupled to the sensors and compares the measured values output by the sensors with the stored reference measured values. If the measured values output by the sensors coincide with the reference measured values, the computing device outputs the position corresponding to the respective reference measured values as the current position of the sensor device or of the vehicle.
  • Intervals or maximum deviations can be specified for comparing the measured values output by the sensors with the reference measured values. If the measured values output by the sensors lie within one of the reference measured values within the respective interval or the maximum deviation, the comparison can be regarded as positive or true or it can be assumed that a match exists.
  • the invention uses reference measured values for the position determination, which identify, for example, local conditions of the respective positions. The invention further exploits the insight that such local conditions are usually different for each Po ⁇ sition on a predetermined route.
  • the present invention thus makes it possible to determine the position of a vehicle on a given route with very simple means and is not dependent on external signals.
  • the sensor device may have a wireless communication interface.
  • a Bluetooth interface For example, a WLAN interface, a GSM interface or the like may be provided.
  • a GSM interface When using a GSM interface or any other
  • the current position can also be forwarded, for example, to a control center or control center.
  • a control center or control center For example, if passengers have an exact location, for example, of the train they are currently in, they can retrieve information about places of interest around their current location via a smartphone. Furthermore, the passengers can be displayed, for example in a subway, the exact position of their train or of the train on which they are waiting. Furthermore, with knowledge of the train in which a passenger is located, the passenger can be shown, for example, detailed information about the current timetable, delays of the train and the like.
  • the sensors can have acceleration sensors and / or yaw rate sensors.
  • the computing device may be configured to calculate a movement of the sensor device based on the measured values output by the acceleration sensors and / or yaw rate sensors. This makes it possible, in addition to a comparison of the measured values recorded, e.g. also an inertial navigation or a dead-reckoning navigation. As a result, in addition to the comparison of the measured values with the reference measured values, a movement of the vehicle can be calculated precisely and compared with the stored predetermined positions.
  • an orientation of the vehicle can be determined with a magnetic field sensor, eg a compass.
  • a pressure sensor With a pressure sensor, the height of the vehicle can be determined, and with a satellite ⁇ based position sensor, such as a GPS sensor, an approximate position of the vehicle can be determined.
  • the position of the vehicle which is determined by it inaccurately can be used to restrict the considered sets of reference measured values for comparison by the computing device. For example, the comparison may be limited to those sets of reference measurements that relate to positions within a given perimeter around the inaccurately determined position. As a result, the computing load of the computing device can be reduced.
  • the data store may include reference measurements for a plurality of predetermined routes.
  • the computing device may be forms based on the measured values output by the sensors on which of the predetermined routes the vehicle is moving. For example, reference measured values for a plurality of subway lines can be stored in the data memory, which can intersect, partially parallel to one another or one above the other, or the like.
  • the computing device may, for example, store the acquired measured values over a predetermined period of time and, based on a temporal projection or temporal consideration of the measured values and the reference measured values, not only determine the current position but also the respective route from the multiplicity of routes.
  • the sensor device can have at least three wireless communication interfaces, which can be designed, for example, as Bluetooth interfaces. If three wireless communication interfaces are provided, these can be used as so-called "iBeacons", whereby a particularly simple transmission of the current position becomes possible.
  • the computing device can, for example via each of the wireless Ltdunikationsfilstel ⁇ len len the communication interfaces common predetermined unique identifier and for each current position output a unique primary identifier and a unique secondary identifier. each combination of egg ⁇ ner unique primary identifier and a unique secondary identifier identifying a respective position on the route.
  • the sensor device can also be used in vehicles traveling a route for which no reference measurement ⁇ values are stored in the data memory. This may include re ⁇ chen Nurreg in a reference run on the route specified differently surrounded the readings issued by the sensors in the data storage than the Ref Save erenzmesshong together with the current position of the sensor device. So it is possible to include the reference ⁇ readings for any route.
  • the computing device can be designed to query the respectively current position of a reference sensor. For example, a calibrated by a user satellite-based sensor, such as a high-precision GPS sensor can be used. Any other kind of highly accurate positioning can also be used. Elaborate, high-precision measuring equipment can be removed from the vehicle after reference travel and reused in other applications.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a sensor device according to the invention
  • FIG. 2 shows a representation of an embodiment of a vehicle according to the invention
  • FIG. 3 shows a flow chart of an embodiment of a method according to the invention
  • FIG. 1 shows a sensor device 1-1, which has a sensor 4. Further possible sensors are indicated by three points.
  • the sensor 4 delivers measured values 5 to a movement of the sensor device 1-1 or to physical variables of an environment of the sensor device 1-1 to the computing device 9-1.
  • the computing device 9-1 is coupled to a data memory 6, which has reference measurements 7-1 to 7-n on predefined positions 8-1 to 8-n on a route 3, which are shown in tabular form in FIG.
  • the number of reference values 7-1 to 7-n or the specified positio ⁇ NEN 8-1 to 8-n on the route 3 is determined here in an embodiment with reference to the length of the route and the desired th spatial resolution.
  • the distance between the individual positions 8-1 to 8-n corresponds to a maximum of the desired spatial resolution.
  • the computing device 9-1 can determine which of the predetermined positions 8-1 - 8-n correspond to the measured values 5 and these as ak ⁇ tuelle position 10 spend.
  • the computing device 9-1 can use predetermined intervals around the reference measured values 7-1 to 7-n. If a measured value ⁇ 5 within the predetermined interval to the jeweili ⁇ gen reference measured value 7-1 to 7-n, this can be interpreted as conformity.
  • the predetermined intervals can be specified, for example, as a percentage or absolute deviation from the reference measured value 7-1 to 7-n.
  • the senor 4 can be designed as an acceleration sensor and / or yaw rate sensor. This makes it possible to detect a size (see FIG 2) on which the sensor device is arranged 1-1, directly depends on the Be ⁇ movement of the sensor device 1-1 or a vehicle 2. For example, generates a curve having a predetermined radius and is traversed by a subway at a predetermined speed, for example, a characteristic lateral acceleration and a characteristic ⁇ yaw rate, which depends on the radius of the curve and the Ge ⁇ speed of the subway are.
  • the vehicle 2 receives information about the current speed of the vehicle 2. This makes it possible for the computing device 9-1 to normalize the measured values 5 based on the current speed or to adapt the reference measured values 7-1 to 7-n to the current speed.
  • Magnetic field sensors can be used, for example, as a compass and detect an orientation of the vehicle 2. This makes it possible, for example, to identify at intersecting subway lines on the basis of the orientation of the vehicle 2 on which of the subway lines the vehicle 2 moves. It can also be using a pressure sensor such as a height of the vehicle 2 ⁇ be true.
  • Satellite-based position sensors can e.g. are used to perform an inaccurate detection of the position of the vehicle 2.
  • the possible candidates for the current position 10 in the data memory 6 can be restricted and the computing device only has to compare the current measured values 5 with a limited data set. This speeds up the calculation of the current position. It can e.g. a radius can be specified around the inaccurately detected position. For comparison, only those reference measured values 7-1 to 7-n are then used, which relate to positions which lie within the predefined radius around the inaccurately detected position.
  • the data memory 6 in one embodiment may have reference measured values 8-1 to 8-n for a plurality of routes 3.
  • the computing device 9-1 can compare the measured values 5 with the reference measured values 8-1 to 8-n of the different routes 3 and in this way determine on which route 3 the vehicle 2 is moving.
  • the computing device can, for example 9-1 also make a time derivative or integration of readings 5 or a transformation of the measured values in the 5 Fri ⁇ frequency range or the like.
  • the reference measurement values 8-1 to 8-n may be stored in a corresponding form.
  • Figure 2 designed as a train car 2 is 2 Darge ⁇ is having an embodiment of a sensor device according to the invention 1-2. For clarity and to avoid repetition, only those components of the sensor device 1-2 are shown in FIG 2, which were not yet explained in detail to FIG 1.
  • the sensor device 1-2 of FIG. 2 has three wireless communication interfaces 12-1 to 12-3, which serve to output the current position 10 of the train 2 wirelessly. This information can for example be detected by a smartphone of an occupant of the train 2 and displayed to the occupant. In ei ⁇ ner embodiment, a wireless communication interface can also only be provided 12-1 to 12-3. If three wireless communication interfaces 12-1 to 12- 3 or more wireless communication interfaces are provided, the current position 10 can be transmitted, for example, to smartphones according to the iBeacon standard. In such an The wireless communication interfaces 12-1 to 12-3 are designed as Bluetooth interfaces 12-1 to 12-3. The iBeacon standard provides that a predetermined unique identifier is output over each of the wireless communication interfaces 12-1 through 12-3. This is the same for each of the wireless communication interfaces 12-1 to 12-3 and identifies, for example, the provider of the transport service or the like.
  • a unique primary identifier and a unique secondary identifier can also be specified for each of the predefined positions 8-1 to 8-n.
  • the sensor device 1-2 of FIG. 2 furthermore has a reference sensor 11, which may be, for example, a calibrated or manually calibrated GPS sensor 11.
  • a reference sensor 11 which may be, for example, a calibrated or manually calibrated GPS sensor 11.
  • the controller 9-2 may be placed in a detection mode. In this mode, the vehicle 2 can perform a re ⁇ reference travel on a predetermined route.
  • the control device 9-2 can transmit the measured values 5 output by the sensors 4 in the data memory 6 as reference measured values 7 -1 to 7-n together with the current position 10, which can be detected by the GPS sensor 11, store. In this way, the sensor device 1-2 can also be used to detect the current position 10 of a vehicle 2 on a route 3 not yet stored in the data memory 6.
  • the method illustrated in FIG. 3 can be used to determine the current position 10 of a vehicle 2.
  • measured values 5 of a movement of the vehicle 2 and / or physical variables of an environment of the vehicle 2 are detected, SI.
  • the acquired measured values 5 are then compared with stored reference ge ⁇ measured values 7-1 to 7-n, to each of which a predetermined position is stored 8-1 to 8-n, S2.
  • Corresponding to the respective reference measurement values 7-1 to 7-n corresponding position 8-1 to 8-n is in an over ⁇ conformity of the detected measurement values 5 with the reference measuring values ⁇ 7-1 to 7-n as the current position 10 of the vehicle 2 issued, S3.
  • measured values 5 are detected within the scope of the method, they may have an acceleration, a rotation rate or the like of the vehicle 2.
  • a movement of the vehicle can also be calculated from these measured values 5.
  • magnetic fields, pressures, satellite-based position data, a time or the like can also be detected.
  • the current position 10 may be over a wireless communication interface 12-1 to 12-3.
  • a wireless communication interface 12-1 to 12-3. are given. This allows the simple transfer of the current position 10, for example, to smart phones, tablet PCs or notebooks, the occupant of the vehicle 2.
  • WLAN interface a GSM interface or the like may be formed.
  • reference measured values 7-1 to 7-n can be stored for a plurality of predetermined routes 3. Based on the detected measured values 5 can then be determined on which of the predetermined routes 3, the vehicle 2 moves.
  • the respectively current position 10 can be read by a reference sensor 11, e.g. a calibrated by a user satellite-based sensor 11, are queried.
  • 4 shows a route 3, on which predetermined positions
  • the route 3 may e.g. be the route 3 of a subway line.
  • the five positions 8-2 through 8-6 are shown.
  • the number of positions 8-2 to 8-6 may depend on the length of the route 3 and the desired spatial resolution. For example, if a spatial resolution of a maximum of five meters is desired, you can Route 3 every five meters corresponding positions 8-2 to 8-6 be provided.
  • the computing device 9-1, 9-2 may be configured to interpolate the reference measured values 7-1 to 7-n between two positions 8-1 to 8-n. This makes it possible to increase the spatial resolution of having to hinterle ⁇ gen without further re ⁇ ference readings 7-1 to 7-n in the data memory. 6
  • the curve at which position 8-3 is located will be reflected in reference measurements 7-3, for example characteristic acceleration values and yaw rates which are reproduced by the sensors 4 and the measured values 5 during a travel through this curve.
  • reference measurements 7-3 for example characteristic acceleration values and yaw rates which are reproduced by the sensors 4 and the measured values 5 during a travel through this curve.
  • the reference measurements 7-1 to 7-n may be e.g. also have SSIDs and corresponding signal strengths of WLAN networks or the like.
  • Vibration sensors may e.g. also detect characteristic vibrations, e.g. be generated in a certain section of the route 3.
  • certain routes 3 may also be excluded in one embodiment, since e.g. no vehicle on the corresponding route 3 or corresponding positions 8-1 to 8-n of the respective route at the respective time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, welches auf einer vorgegebenen Route fährt, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einer Anzahl von Sensoren, welche dazu ausgebildet sind, eine Bewegung der Sensorvorrichtung und/oder physikalische Größen einer Umgebung der Sensorvorrichtung zu erfassen und entsprechende Messwerte auszugeben, wobei die Sensoren Magnetfeldsensoren zur Detektion einer Orientierung und/oder Drucksensoren und/oder Echtzeituhren aufweisen, mit einem Datenspeicher, welcher dazu ausgebildet ist, zu vorgegebenen Positionen auf der vorgegebenen Route Referenzmesswerte für die Sensoren zu speichern, und mit einer Recheneinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den gespeicherten Referenzmesswerten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung der von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den Referenzmesswerten die den jeweiligen Referenzmesswerten entsprechende Position als die aktuelle Position der Sensorvorrichtung auszugeben. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug und ein entsprechendes Verfahren.

Description

Beschreibung
Bestimmen der Position eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Positionsbestimmung für ein Fahrzeug, welches auf einer vorgegebenen Route fährt, insbesondere ein Schienenfahrzeug. Ferner be¬ trifft die Erfindung ein Fahrzeug, eine Verwendung und ein Verfahren .
Obwohl die vorliegende Erfindung im Folgenden hauptsächlich in Bezug auf Schienenfahrzeuge beschrieben wird, kann sie mit jeder Art von Fahrzeugen eingesetzt werden, welche auf vorge¬ gebenen Routen verkehren.
In modernen Massentransportmitteln wie z.B. U-Bahnen, Straßenbahnen und Zügen ist es häufig schwer, die Position des jeweiligen Fahrzeugs exakt zu bestimmen. Üblicherweise werden z.B. GPS-Empfänger genutzt, die mit wei¬ teren Sensoren kombiniert werden können. Funkfeuer können beispielsweise entlang einer Zugstrecke aufgestellt werden. Um die Kosten für die Installation der Funkfeuer gering zu halten, werden die Abstände der Funkfeuer allerdings so groß gewählt, dass die Anzahl der Funkfeuer gering gehalten werden kann. Dies führt aber zu einer weniger genauen Positionsbestimmung anhand der Funkfeuer. Gleiches gilt für eine Triangulation basierend auf Mobilfunksignalen. Züge, insbesondere Hochgeschwindigkeitszüge, fahren ferner mit Geschwindigkeiten, die derart hoch sind, dass eine exakte Positionsbestimmung mittels GPS oder Triangulation nicht möglich ist. Ferner können Funksignale, die z.B. von stationären Funkfeuern ausgehen, durch Hindernisse und Tunnel blockiert werden. Das gleiche gilt zum Beispiel für U-Bahnen, die nahe¬ zu ausschließlich unterirdisch bewegt werden. Häufig besitzen Fahrgäste in Zügen oder U-Bahnen z.B. Smart- phones oder dergleichen, welche einen GPS-Empfänger aufweisen, der zur Positionsbestimmung genutzt werden kann. Allerdings gelten für diesen die gleichen Einschränkungen, wie oben bereits für die GPS-Sensoren der Fahrzeuge selbst darge¬ stellt .
Die DE 195 32 104 Cl offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines spurgeführten Fahrzeugs. Die
DE 101 04 946 AI zeigt ein Verfahren zur Bestimmung und Überwachung der geplanten Position eines Objekts. Die
DE 10 2013 013 156 AI offenbart ein Verfahren, bei welchem ein zusätzlicher Sender in ein Navigationssystem integriert wird .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes¬ serte Positionserfassung für Fahrzeuge bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Sensorvorrichtung gemäß Patent- anspruch 1, ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 10, eine Verwendung gemäß Patentanspruch 11 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Sensorvorrichtung eine Anzahl
- d.h. einen oder mehrere - Sensoren auf, welche dazu ausge¬ bildet sind, eine Bewegung der Sensorvorrichtung und/oder physikalische Größen einer Umgebung der Sensorvorrichtung zu erfassen und entsprechende Messwerte auszugeben. Dabei können die Sensoren die Bewegung direkt oder indirekt erfassen. Dies bedeutet, dass die Sensoren z.B. direkt eine Positionsinfor¬ mation liefern können oder die Position aus den Sensorwerten beispielsweise durch Integration oder Differenzierung abgeleitet werden kann. Als physikalische Größen können z.B. alle Größen erfasst werden, die eine Wiedererkennung einer Positi- on ermöglichen. Die Sensoren weisen zumindest Magnetfeldsensoren zur Detektion einer Orientierung und/oder Drucksensoren und/oder Echtzeituhren auf. Die Sensorvorrichtung weist ferner einen Datenspeicher auf, welcher dazu ausgebildet ist, zu vorgegebenen Positionen auf der vorgegebenen Route Referenzmesswerte für die Sensoren zu speichern. Dazu können auf der vorgegebenen Route z.B. in Ab- ständen, welche der gewünschten Ortsauflösung entsprechen, die vorgegebenen Positionen definiert werden. Die vorgegebenen Positionen ergeben folglich aneinandergereiht die vorgegebene Route. Zu jeder der vorgegebenen Positionen können in dem Datenspeicher die entsprechenden Referenzmesswerte ge- speichert werden, die einem Vergleich mit den von den Sensoren erfassten Messwerten dienen.
Dazu weist die Sensorvorrichtung eine Recheneinrichtung auf, die mit den Sensoren gekoppelt ist und die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den gespeicherten Referenzmesswerten vergleicht. Bei einer Übereinstimmung der von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den Referenzmesswerten gibt die Recheneinrichtung die den jeweiligen Referenzmesswerten entsprechende Position als die aktuelle Position der Sensor- Vorrichtung bzw. des Fahrzeugs aus.
Für den Vergleich der von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den Referenzmesswerten können Intervalle oder maximale Abweichungen vorgegeben werden. Liegen die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte innerhalb des jeweiligen Intervalls bzw. der maximalen Abweichung um einen der Referenzmesswerte, kann der Vergleich als positiv oder als zutreffend erachtet werden bzw. es wird von einer Übereinstimmung ausgegangen. Die Erfindung nutzt für die Positionsbestimmung Referenzmesswerte, die z.B. lokale Gegebenheiten der jeweiligen Positionen kennzeichnen. Die Erfindung nutzt ferner die Erkenntnis, dass solche lokalen Gegebenheiten üblicherweise für jede Po¬ sition auf einer vorgegebenen Route unterschiedlich sind.
Ferner können diese lokalen Gegebenheiten sehr einfach durch Sensoren, welche lokal in der Sensorvorrichtung installiert sein können, erfasst werden. Ein einfacher Vergleich der erfassten Messwerte mit den für die einzelnen Positionen gespeicherten Referenzmesswerten genügt folglich, um aus der Vielzahl der gespeicherten Positio- nen die aktuelle Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht folglich eine Bestimmung der Position eines Fahrzeugs auf einer vorgegebenen Route mit sehr einfachen Mitteln und ist nicht auf externe Signale an- gewiesen.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter¬ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die un- abhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombi¬ niert werden können.
Um z.B. Fahrgästen des Fahrzeugs die aktuelle Position zu übermitteln, kann die Sensorvorrichtung eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweisen. Beispielsweise kann eine Bluetooth-Schnittstelle, eine WLAN-Schnittstelle, eine GSM- Schnittstelle oder dergleichen vorgesehen sein. Bei Einsatz einer GSM-Schnittstelle oder einer beliebigen anderen
Schnittstelle mit entsprechender Reichweite kann die aktuelle Position ferner z.B. an eine Leitstelle oder Steuerzentrale weitergeleitet werden. Verfügen Fahrgäste über eine exakte Position z.B. des Zugs, in welchem sie sich gerade befinden, können sie beispielsweise Informationen zu Sehenswürdigkeiten in der Umgebung der aktuellen Position über ein Smartphone abrufen. Ferner kann den Fahrgästen z.B. in einer U-Bahn die exakte Position ihres Zugs oder des Zugs, auf welchen sie warten, angezeigt werden. Ferner können bei Kenntnis des Zugs, in welchem sich ein Fahrgast befindet, dem Fahrgast z.B. detaillierte Informationen zu dem aktuellen Fahrplan, Verspätungen des Zugs und dergleichen angezeigt werden. Um die Position des Fahrzeugs bzw. der Sensorvorrichtung exakt bestimmen zu können, können die Sensoren Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren aufweisen.
Ferner kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, eine Bewegung der Sensorvorrichtung basierend auf den von den Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren ausgegebenen Messwerten zu berechnen. Dies ermöglicht neben einem Ver- gleich der erfassten Messwerte z.B. auch eine Inertial- navigation bzw. eine Koppelnavigation. Dadurch kann zusätzlich zu dem Vergleich der Messwerte mit den Referenzmesswerten eine Bewegung des Fahrzeugs exakt berechnet und mit den gespeicherten vorgebebeben Positionen verglichen werden.
Weitere mögliche Sensoren sind neben den oben bereits erwähnten Sensoren z.B. Satelliten-basierte Positionssensoren, ein Mikrofon oder dergleichen. Wie erwähnt kann mit einem Magnetfeldsensor, z.B. einem Kompass, eine Orientierung des Fahr- zeugs bestimmt werden. Mit einem Drucksensor kann die Höhe des Fahrzeugs bestimmt werden, und mit einem Satelliten¬ basierten Positionssensor, z.B. einem GPS-Sensor, kann eine ungefähre Position des Fahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere bei Verwendung eines Satelliten-basierten Positionssensors kann die durch diesen ungenau bestimmte Position des Fahrzeugs genutzt werden, um für den Vergleich durch die Recheneinrichtung eine Einschränkung der in Betracht gezogenen Sätze von Referenzmesswerten durchzuführen. Beispielswei- se kann der Vergleich auf diejenigen Sätze von Referenzmesswerten eingeschränkt werden, die Positionen in einem vorgegebenen Umkreis um die ungenau bestimmte Position betreffen. Dadurch kann die Rechenlast der Recheneinrichtung verringert werden .
In einer Ausführungsform kann der Datenspeicher Referenzmesswerte für eine Vielzahl von vorgegebenen Routen aufweisen. In solch einer Ausführungsform kann die Recheneinrichtung ausge- bildet sein, basierend auf den von den Sensoren ausgegebenen Messwerten zu bestimmen, auf welcher der vorgegebenen Routen sich das Fahrzeug bewegt. Beispielsweise können in dem Daten¬ speicher Referenzmesswerte für eine Vielzahl von U-Bahn- Linien hinterlegt sein, die sich kreuzen können, teilweise parallel nebeneinander oder übereinander verlaufen können oder dergleichen. Die Recheneinrichtung kann z.B. über einen vorgegebenen Zeitraum die erfassten Messwerte speichern und basierend auf einer zeitlichen Projektion bzw. zeitlichen Be- trachtung der Messwerte und der Referenzmesswerte nicht nur die aktuelle Position, sondern auch die jeweilige Route aus der Vielzahl von Routen bestimmen.
Um die Übermittlung an z.B. Smartphones von Passagieren des Fahrzeugs zu erleichtern, kann die Sensorvorrichtung mindestens drei drahtlose Kommunikationsschnittstellen aufweisen, die z.B. als Bluetooth-Schnittstellen ausgebildet sein können. Werden drei drahtlose Kommunikationsschnittstellen bereitgestellt, können diese als sogenannte „iBeacons" genutzt werden, wodurch eine besonders einfache Übermittlung der aktuellen Position möglich wird. Dazu kann die Recheneinrichtung z.B. über jede der drahtlosen Kommunikationsschnittstel¬ len eine den Kommunikationsschnittstellen gemeinsame vorgegebene eindeutige Kennzeichnung und für jede aktuelle Position eine eindeutige primäre Kennung und eine eindeutige sekundäre Kennung ausgeben. Dabei kennzeichnet jede Kombination aus ei¬ ner eindeutigen primären Kennung und einer eindeutigen sekundären Kennung jeweils eine Position auf der Route. Die Sensorvorrichtung kann auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die eine Route fahren, für die noch keine Referenzmess¬ werte in dem Datenspeicher hinterlegt sind. Dazu kann die Re¬ cheneinrichtung z.B. bei einer Referenzfahrt auf der vorgege¬ benen Route die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte in dem Datenspeicher als die Referenzmesswerte gemeinsam mit der jeweils aktuellen Position der Sensorvorrichtung speichern. So wird es möglich, für jede beliebige Route die Referenz¬ messwerte aufzunehmen. Um die dadurch erfassten Referenzmesswerte mit einer Position auf der Route verknüpfen zu können, kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, die jeweils aktuelle Position von ei- nem Referenzsensor abzufragen. Dazu kann z.B. ein von einem Benutzer kalibrierter Satelliten-basierter Sensor, beispielsweise ein hochgenauer GPS-Sensor, genutzt werden. Jede andere Art der hochgenauen Positionsbestimmung kann auch genutzt werden. Aufwändige hochgenaue Messapparaturen können nach der Referenzfahrt wieder aus dem Fahrzeug entfernt und in anderen Anwendungen wiederverwendet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige¬ fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
FIG 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung,
FIG 2 eine Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
FIG 4 eine Darstellung einer Route und der entsprechenden Referenzmesswerte .
FIG 1 zeigt eine Sensorvorrichtung 1-1, die einen Sensor 4 aufweist. Weitere mögliche Sensoren sind durch drei Punkte angedeutet.
Der Sensor 4 liefert Messwerte 5 zu einer Bewegung der Sensorvorrichtung 1-1 bzw. zu physikalischen Größen einer Umgebung der Sensorvorrichtung 1-1 an die Recheneinrichtung 9-1.
Die Recheneinrichtung 9-1 ist mit einem Datenspeicher 6 gekoppelt, welcher zu vorgegebenen Positionen 8-1 bis 8-n auf einer Route 3 jeweils Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n aufweist, welche in FIG 1 tabellarisch dargestellt sind. Die Anzahl der Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n bzw. der vorgegebenen Positio¬ nen 8-1 bis 8-n auf der Route 3 bestimmt sich dabei in einer Ausführungsform anhand der Länge der Route und der gewünsch- ten Ortsauflösung . Der Abstand zwischen den einzelnen Positionen 8-1 bis 8-n entspricht dabei maximal der gewünschten Ortsauflösung .
Durch einen Vergleich der von dem Sensor 4 erfassten Messwer- te 5 mit den Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n kann die Recheneinrichtung 9-1 bestimmen, welcher der vorgegebenen Positionen 8-1 - 8-n die Messwerte 5 entsprechen, und diese als ak¬ tuelle Position 10 ausgeben. Beim Vergleich der Messwerte 5 mit den Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n kann die Recheneinrichtung 9-1 vorgegebene Intervalle um die Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n nutzen. Liegt ein Mess¬ wert 5 innerhalb des vorgegebenen Intervalls zu dem jeweili¬ gen Referenzmesswert 7-1 bis 7-n, kann dies als Übereinstim- mung gewertet werden. Die vorgegebenen Intervalle können z.B. als prozentuale oder absolute Abweichung von dem Referenzmesswert 7-1 bis 7-n angegeben werden.
Der Sensor 4 kann in einer Ausführungsform als Beschleuni- gungssensor und/oder Drehratensensor ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, eine Größe zu erfassen, die direkt von der Be¬ wegung der Sensorvorrichtung 1-1 bzw. eines Fahrzeugs 2 (siehe FIG 2), auf welchem die Sensorvorrichtung 1-1 angeordnet ist, abhängt. Beispielsweise erzeugt eine Kurve, die einen vorgegebenen Radius aufweist und z.B. von einer U-Bahn mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit durchfahren wird, eine charakteristische Querbeschleunigung und eine charakteristi¬ sche Drehrate, welche von dem Radius der Kurve und der Ge¬ schwindigkeit der U-Bahn abhängig sind.
Um unterschiedliche Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 2 aus¬ gleichen zu können, kann die Sensorvorrichtung 1-1 bzw. die Recheneinrichtung 9-1 in einer Ausführungsform von dem Fahr- zeug 2 eine Information über die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 erhalten. Dadurch wird es der Recheneinrichtung 9-1 möglich, basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit die Messwerte 5 zu normieren oder die Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n an die aktuelle Geschwindigkeit anzupassen.
Obwohl in FIG 1 lediglich ein Sensor 4 dargestellt ist, können ja nach Anwendung eine Vielzahl von Sensoren genutzt werden. Beispielsweise können in einer Ausführungsform zusätz- lieh zu Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren auch Magnetfeldsensoren, Drucksensoren, Satelliten-basierte Positionssensoren, Echtzeituhren oder jede andere geeignete Art von Sensor genutzt werden. Magnetfeldsensoren können z.B. als Kompass genutzt werden und eine Orientierung des Fahrzeugs 2 erfassen. Dadurch wird es z.B. möglich, bei sich kreuzenden U-Bahn-Linien anhand der Orientierung des Fahrzeugs 2 zu identifizieren, auf welcher der U-Bahn-Linien sich das Fahrzeug 2 bewegt. Ferner kann mit Hilfe eines Drucksensors z.B. eine Höhe des Fahrzeugs 2 be¬ stimmt werden.
Satelliten-basierte Positionssensoren können z.B. genutzt werden, um eine ungenaue Erfassung der Position des Fahrzeugs 2 durchzuführen. Mit Hilfe der ungenau erfassten Position können die möglichen Kandidaten für die aktuelle Position 10 in dem Datenspeicher 6 eingeschränkt werden, und die Recheneinrichtung muss die aktuellen Messwerte 5 lediglich mit einem eingeschränkten Datensatz vergleichen. Dies beschleunigt die Berechnung der aktuellen Position. Es kann z.B. ein Radius um die ungenau erfasste Position vorgegeben werden. Zum Vergleich werden dann lediglich diejenigen Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n herangezogen, welche sich auf Positionen beziehen, die innerhalb des vorgegebenen Radius um die ungenau er- fasste Position liegen.
Hinter der Tabelle, welche in dem Datenspeicher 6 hinterlegt ist, ist gestrichelt eine weitere Tabelle angedeutet. Dies soll verdeutlichen, dass der Datenspeicher 6 in einer Ausführungsform Referenzmesswerte 8-1 bis 8-n für eine Vielzahl von Routen 3 aufweisen kann. Die Recheneinrichtung 9-1 kann in einer solchen Ausführungsform die Messwerte 5 mit den Refe- renzmesswerten 8-1 bis 8-n der unterschiedlichen Routen 3 vergleichen und auf diese Art feststellen, auf welcher Route 3 sich das Fahrzeug 2 bewegt.
Wird im Rahmen dieser Patentanmeldung von den Messwerten 5 gesprochen, können damit nicht nur die aktuellen Messwerte 5 gemeint sein. Vielmehr kann damit gleichzeitig eine zeitliche Veränderung der Messwerte 5 bzw. eine historische Betrachtung der Messwerte 5 gemeint sein. Die Recheneinrichtung 9-1 kann z.B. auch eine zeitliche Ableitung oder Integration der Mess- werte 5 oder eine Transformation der Messwerte 5 in den Fre¬ quenzbereich oder dergleichen vornehmen. Die Referenzmesswerte 8-1 bis 8-n können in einer entsprechenden Form gespeichert sein. In FIG 2 ist ein als Zug 2 ausgebildetes Fahrzeug 2 darge¬ stellt, welches eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 1-2 aufweist. Der Übersichtlichkeit halber und um Wiederholungen zu vermeiden, sind in FIG 2 lediglich diejenigen Komponenten der Sensorvorrichtung 1-2 dargestellt, die zu FIG 1 noch nicht im Detail erläutert wurden.
Die Sensorvorrichtung 1-2 der FIG 2 weist drei drahtlose Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12-3 auf, die dazu dienen, die aktuelle Position 10 des Zugs 2 drahtlos auszugeben. Die- se Information kann z.B. von einem Smartphone eines Insassen des Zugs 2 erfasst und dem Insassen angezeigt werden. In ei¬ ner Ausführungsform kann auch lediglich eine der drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12-3 vorgesehen sein. Sind drei drahtlose Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12- 3 oder mehr drahtlose Kommunikationsschnittstellen vorgesehen, kann die aktuelle Position 10 z.B. an Smartphones nach dem iBeacon-Standard übermittelt werden. In solch einer Aus- führungsform sind die drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12-3 als Bluetooth-Schnittstellen 12-1 bis 12-3 ausgebildet . Der iBeacon-Standard sieht vor, dass über jede der drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12-3 eine vorgegebene eindeutige Kennzeichnung ausgegeben wird. Diese ist für jede der drahtlosen Kommunikationsschnittstellen 12-1 bis 12-3 gleich und kennzeichnet z.B. den Anbieter des Transportdiens- tes oder dergleichen.
Um die einzelnen aktuellen Positionen 10 unterscheiden zu können, können für jede der vorgegebenen Positionen 8-1 bis 8-n ferner eine eindeutige primäre Kennung und eine eindeuti- ge sekundäre Kennung vorgegeben werden.
Identifiziert die Recheneinrichtung 9-2 durch den Vergleich der Messwerte 5 mit den Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n eine der vorgegebenen Positionen 8-1 bis 8-n, gibt die Rechenein- richtung 9-2 über die mindestens drei drahtlosen Kommunikati¬ onsschnittstellen 12-1 bis 12-3 die entsprechende eindeutige Kennzeichnung gemeinsam mit der entsprechenden eindeutigen primären Kennung und der entsprechenden eindeutigen sekundären Kennung aus .
Dies ermöglicht es z.B. einem Smartphone, welches mit einer geeigneten Anwendung ausgestattet ist, die aktuelle Position 10 anhand der entsprechenden eindeutigen Kennzeichnung, der entsprechenden eindeutigen primären Kennung und der entspre- chenden eindeutigen sekundären Kennung z.B. aus einer Datenbank zu bestimmen.
Die Sensorvorrichtung 1-2 der FIG 2 weist ferner einen Referenzsensor 11 auf, der z.B. ein geeichter bzw. manuell kalib- rierter GPS-Sensor 11 sein kann. Solche Sensoren können z.B. mit Hilfe spezieller lokal in der Umgebung des GPS-Sensors 11 installierter Hilfssender eine Genauigkeit von wenigen Zentimetern erreichen. Die Steuereinrichtung 9-2 kann z.B. in einen Erfassungsmodus versetzt werden. In diesem Modus kann das Fahrzeug 2 eine Re¬ ferenzfahrt auf einer vorgegebenen Route 3 durchführen. An- statt die Messwerte 5 der Sensoren 4 aber zu einem Abgleich mit den Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n des Datenspeichers 6 zu nutzen, kann die Steuereinrichtung 9-2 die von den Sensoren 4 ausgegebenen Messwerte 5 in dem Datenspeicher 6 als Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n gemeinsam mit der jeweils aktuel- len Position 10, die von dem GPS-Sensor 11 erfasst werden kann, speichern. Auf diese Art kann die Sensorvorrichtung 1-2 auch genutzt werden, um die aktuelle Position 10 eines Fahrzeugs 2 auf einer noch nicht in dem Datenspeicher 6 hinterlegten Route 3 zu erkennen.
Das in FIG 3 dargestellt Verfahren kann zum Bestimmen der aktuellen Position 10 eines Fahrzeugs 2 genutzt werden.
Dazu werden Messwerte 5 einer Bewegung des Fahrzeugs 2 und/ oder physikalischer Größen einer Umgebung des Fahrzeugs 2 erfasst, Sl. Die erfassten Messwerte 5 werden daraufhin mit ge¬ speicherten Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n, zu welchen jeweils eine vorgegebene Position 8-1 bis 8-n gespeichert ist, verglichen, S2. Die den jeweiligen Referenzmesswerten 7-1 bis 7-n entsprechende Position 8-1 bis 8-n wird bei einer Über¬ einstimmung der erfassten Messwerte 5 mit den Referenzmess¬ werten 7-1 bis 7-n als die aktuelle Position 10 des Fahrzeugs 2 ausgegeben, S3. Werden im Rahmen des Verfahrens Messwerte 5 erfasst, können diese eine Beschleunigung, eine Drehrate oder dergleichen des Fahrzeugs 2 aufweisen. Aus diesen Messwerten 5 kann z.B. auch eine Bewegung des Fahrzeugs berechnet werden. Ferner können auch Magnetfelder, Drücke, Satelliten-basierte Positionsda- ten, eine Uhrzeit oder dergleichen erfasst werden.
In einer Ausführungsform kann die aktuelle Position 10 über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 12-1 bis 12-3 aus- gegeben werden. Dies ermöglicht die einfache Übertragung der aktuellen Position 10 z.B. an Smartphones, Tablet-PCs oder Notebooks der Insassen des Fahrzeugs 2. Dazu kann die draht¬ lose Kommunikationsschnittstelle 12-1 bis 12-3 in einer Aus- führungsform z.B. als eine Bluetooth-Schnittstelle, eine
WLAN-Schnittstelle, eine GSM-Schnittstelle oder dergleichen ausgebildet sein.
Um das Verfahren für eine Vielzahl unterschiedlicher Routen nutzen zu können, können Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n für eine Vielzahl von vorgegebenen Routen 3 gespeichert werden. Basierend auf den erfassten Messwerten 5 kann daraufhin bestimmt werden, auf welcher der vorgegebenen Routen 3 sich das Fahrzeug 2 bewegt.
Um den Einsatz des vorliegenden Verfahrens auch auf Routen 3 zu ermöglichen, für die keine Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n hinterlegt sind, kann eine Referenzfahrt des Fahrzeugs 2 vor¬ gesehen sein, bei welcher für eine vorgegebene Route 3 die Messwerte 5 in dem Datenspeicher 6 als die Referenzmesswerte
7- 1 bis 7-n gemeinsam mit der jeweils aktuellen Position 10 des Fahrzeugs 2 gespeichert werden.
Um die Genauigkeit der bei einer solchen Messfahrt gewonnenen Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n zu erhöhen, kann die jeweils aktuelle Position 10 von einem Referenzsensor 11, z.B. einem von einem Benutzer kalibrierten Satelliten-basierten Sensor 11, abgefragt werden. FIG 4 zeigt eine Route 3, auf welcher vorgegebene Positionen
8-2 - 8-6 jeweils durch einen Stern markiert sind. Die Route 3 kann z.B. die Route 3 einer U-Bahn-Linie sein.
In FIG 4 sind lediglich beispielhaft die fünf Positionen 8-2 bis 8-6 dargestellt. In weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl der Positionen 8-2 bis 8-6 von der Länge der Route 3 und der gewünschten Ortsauflösung abhängen. Ist z.B. eine Ortsauflösung von maximal fünf Metern gewünscht, können auf der Route 3 alle fünf Meter entsprechende Positionen 8-2 bis 8-6 vorgesehen sein.
Ferner kann in einer Ausführungsform die Recheneinrichtung 9- 1, 9-2 ausgebildet sein, die Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n zwischen zwei Positionen 8-1 bis 8-n zu interpolieren. Dies ermöglicht es, die Ortsauflösung zu erhöhen, ohne weitere Re¬ ferenzmesswerte 7-1 bis 7-n in dem Datenspeicher 6 hinterle¬ gen zu müssen.
Fährt z.B. eine U-Bahn auf der Route 3 im Uhrzeigersinn und beginnt zwischen den Positionen 8-2 und 8-3 mit der Fahrt, wird die Kurve, an welcher sich die Position 8-3 befindet, in den Referenzmesswerten 7-3 z.B. durch charakteristische Be- schleunigungswerte und Drehraten gekennzeichnet, die bei ei¬ ner Fahrt durch diese Kurve von den Sensoren 4 bzw. den Messwerten 5 wiedergegeben werden. Das gleiche gilt für alle weiteren Positionen 8-2 - 8-6. Je größer die Anzahl der gleichzeitig verwendeten Messwerte 5 ist, desto größer ist dabei die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Messwerte 5 ausreichend unterscheiden, um unterschiedliche Positionen zu kennzeichnen .
In einer Ausführungsform können die Referenzmesswerte 7-1 bis 7-n z.B. auch SSIDs und entsprechende Signalstärken von WLAN- Netzwerken oder dergleichen aufweisen. Vibrationssensoren können z.B. auch charakteristische Vibrationen erfassen, die z.B. in einem bestimmten Streckenabschnitt der Route 3 hervorgerufen werden.
Durch die Erfassung der Uhrzeit können in einer Ausführungsform beispielsweise auch bestimmte Routen 3 ausgeschlossen werden, da z.B. um die jeweilige Uhrzeit kein Fahrzeug auf der entsprechenden Route 3 bzw. entsprechenden Positionen 8-1 bis 8-n der jeweiligen Route verkehrt.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Sensor- Vorrichtungen, Fahrzeugen, Verwendungen und Verfahren lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso ist nicht ausgeschlossen, dass als einzelne Einheiten dargestellte Elemente der vorliegenden Erfindung aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, welches auf einer vorgegebenen Route fährt, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit :
einer Anzahl von Sensoren, welche dazu ausgebildet sind, eine Bewegung der Sensorvorrichtung und/oder physikalische Größen einer Umgebung der Sensorvorrichtung zu erfassen und entsprechende Messwerte auszugeben, wobei die Sensoren Magnetfeldsensoren zur Detektion einer Orientierung und/ oder Drucksensoren und/oder Echtzeituhren aufweisen;
einem Datenspeicher, welcher dazu ausgebildet ist, zu vorgegebenen Positionen auf der vorgegebenen Route Referenzmesswerte für die Sensoren zu speichern; und
- einer Recheneinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den gespeicherten Referenzmesswerten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung der von den Sensoren ausgegebenen Messwerte mit den Referenzmesswerten die den jeweiligen Referenz- messwerten entsprechende Position als die aktuelle Positi¬ on der Sensorvorrichtung auszugeben.
2. Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle, insbesondere einer Bluetooth- Schnittstelle und/oder einer WLAN-Schnittstelle und/oder ei¬ ner GSM-Schnittstelle, wobei die Recheneinrichtung ausgebil¬ det ist, die aktuelle Position der Sensorvorrichtung über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle auszugeben.
3. Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoren Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren aufweisen.
4. Sensorvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Rechenein- richtung ausgebildet ist, eine Bewegung der Sensorvorrichtung basierend auf den von den Beschleunigungssensoren und/oder Drehratensensoren ausgegebenen Messwerten zu berechnen.
5. Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoren ferner Satelliten-basierte Positionssensoren aufweisen .
6. Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Datenspeicher Referenzmesswerte für eine Vielzahl von vorgegebenen Routen aufweist und wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, basierend auf den von den Sensoren ausgege¬ benen Messwerten zu bestimmen, auf welcher der vorgegebenen Routen sich das Fahrzeug bewegt.
7. Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, mit mindestens drei drahtlosen Kommunikationsschnittstellen, insbesondere Bluetooth-Schnittstellen, wobei die Recheneinrich- tung ausgebildet ist, über jede der drahtlosen Kommunikati¬ onsschnittstellen eine vorgebebene eindeutige Kennzeichnung und für jede aktuelle Position eine eindeutige primäre Ken¬ nung und eine eindeutige sekundäre Kennung auszugeben.
8. Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, bei einer Refe¬ renzfahrt auf der vorgegebenen Route des Fahrzeugs, auf wel¬ chem die Sensorvorrichtung angeordnet ist, die von den Sensoren ausgegebenen Messwerte in dem Datenspeicher als die Refe- renzmesswerte gemeinsam mit der jeweils aktuellen Position der Sensorvorrichtung zu speichern.
9. Sensorvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, die jeweils aktuelle Position von einem Referenzsensor, insbesondere einem von einem Benutzer kalibrierten Satelliten-basierten Sensor, abzufragen.
10. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Sen¬ sorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
11. Verwendung einer Sensorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9 zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. WO 2016/150949 -,„ PCT/EP2016/056234
12. Verfahren zum Erfassen einer Position eines Fahrzeugs, welches auf einer vorgegebenen Route fährt, insbesondere ei¬ nes Schienenfahrzeugs, aufweisend:
- Erfassen (Sl) von Messwerten einer Bewegung des Fahrzeugs und/oder physikalischer Größen einer Umgebung des Fahrzeugs, wobei das Erfassen von Messwerten das Erfassen einer Orientierung basierend auf Magnetfeldern und/oder Drücken und/oder einer Uhrzeit aufweist;
- Vergleichen (S2) der erfassten Messwerte mit gespeicherten Referenzmesswerten, zu welchen jeweils eine Position gespeichert ist; und
Ausgeben (S3) der den jeweiligen Referenzmesswerten entsprechenden Position als die aktuelle Position des Fahr- zeugs bei einer Übereinstimmung der erfassten Messwerte mit den Referenzmesswerten.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die aktuelle Position über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle und/oder eine WLAN-Schnittstelle und/oder eine GSM-Schnittstelle ausgegeben wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 und 13, wobei das Erfassen von Messwerten das Erfassen mindestens ei- ner Beschleunigung und/oder mindestens einer Drehrate des Fahrzeugs aufweist, wobei insbesondere eine Bewegung des Fahrzeugs basierend auf der erfassten mindestens einen Be¬ schleunigung und/oder der erfassten mindestens einen Drehrate berechnet wird; und/oder
wobei das Erfassen von Messwerten das Erfassen von Satelli- ten-basierte Positionsdaten aufweist.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 12 bis 14, wobei Referenzmesswerte für eine Vielzahl von vorgegebenen Routen gespeichert werden und wobei basierend auf den erfass¬ ten Messwerten bestimmt wird, auf welcher der vorgegebenen Routen sich das Fahrzeug bewegt; und/oder wobei bei einer Referenzfahrt des Fahrzeugs auf einer vorge¬ gebenen Route die Messwerte in dem Datenspeicher als die Re¬ ferenzmesswerte gemeinsam mit der jeweils aktuellen Position des Fahrzeugs gespeichert werden, wobei die jeweils aktuelle Position insbesondere von einem Referenzsensor, insbesondere einem von einem Benutzer kalibrierten Satelliten-basierten Sensor, abgefragt wird.
EP16713353.7A 2015-03-26 2016-03-22 Bestimmen der position eines fahrzeugs Withdrawn EP3247976A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015205535.3A DE102015205535A1 (de) 2015-03-26 2015-03-26 Bestimmen der Position eines Fahrzeugs
PCT/EP2016/056234 WO2016150949A1 (de) 2015-03-26 2016-03-22 Bestimmen der position eines fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3247976A1 true EP3247976A1 (de) 2017-11-29

Family

ID=55646556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16713353.7A Withdrawn EP3247976A1 (de) 2015-03-26 2016-03-22 Bestimmen der position eines fahrzeugs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180095157A1 (de)
EP (1) EP3247976A1 (de)
DE (1) DE102015205535A1 (de)
WO (1) WO2016150949A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017114696A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Bewertung der Genauigkeit eines zu testenden Systems zur Positionsbestimmung eines Schienenfahrzeuges
EP3431362A3 (de) 2017-06-30 2019-04-17 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur infrastrukturlosen detektion einer überfahrt eines gleisabschnitts durch ein schienenfahrzeug
DE102018202080A1 (de) * 2018-02-09 2019-08-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren zum Bestimmen der Position eines Fahrzeugs in einem für satellitengestützte Ortungssysteme nicht erfassbaren Streckenabschnitt
JP7234022B2 (ja) * 2019-04-18 2023-03-07 株式会社日立製作所 情報収集システムおよび情報収集方法
EP3828505A1 (de) * 2019-11-27 2021-06-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum kalibrieren eines an einem fahrzeug angeordneten magnetometers

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19532104C1 (de) * 1995-08-30 1997-01-16 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position wenigstens einer Stelle eines spurgeführten Fahrzeugs
DE10104946B4 (de) * 2001-01-27 2005-11-24 Peter Pohlmann Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der aktuellen Position und zur Überwachung des geplanten Weges eines Objektes
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
KR101462058B1 (ko) * 2010-10-22 2014-11-19 에스케이 텔레콤주식회사 로그 데이터를 이용한 ａｐ 위치 추정 방법과 그를 위한 장치 및 단말기
US20130339489A1 (en) * 2011-11-30 2013-12-19 Sailesh Katara Mobile computing application for roadway pavement data
US9194706B2 (en) * 2012-03-27 2015-11-24 General Electric Company Method and system for identifying a directional heading of a vehicle
DE102013013156A1 (de) * 2012-08-10 2014-03-13 Peiker Acustic Gmbh & Co. Kg "Verfahren zur Navigation und Verfahren zur Einbindung wenigstens eines weiteren Senders in ein Navigationssystem"
US9182240B2 (en) * 2012-09-26 2015-11-10 Intel Corporation Method, apparatus and system for mapping a course of a mobile device
DE102012219111A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Lokalisierung eines Schienenfahrzeugs innerhalb eines Schienennetzes
CA2900522C (en) * 2013-03-13 2019-10-29 Wabtec Holding Corp. Train network management system and method
US8989985B2 (en) * 2013-08-14 2015-03-24 Thales Canada Inc. Vehicle-based positioning system and method of using the same
US9327743B2 (en) * 2013-12-19 2016-05-03 Thales Canada Inc Guideway mounted vehicle localization system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016150949A1 (de) 2016-09-29
DE102015205535A1 (de) 2016-09-29
US20180095157A1 (en) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016150949A1 (de) Bestimmen der position eines fahrzeugs
DE102012020297B4 (de) Verfahren zur Zuordnung eines Senders zu einem detektierten Objekt in der Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation und Kraftfahrzeug
WO2010043658A1 (de) Verbesserung und validierung der positionsbestimmung
EP3625725A1 (de) Verfahren, vorrichtung und system zum ermitteln einer strassenbaustelle
DE112015001150T5 (de) Verfahren, Vorrichtung und System zur Unterstützung von Platooning
DE102008012660A1 (de) Serverbasierte Warnung vor Gefahren
WO2009043644A1 (de) Steuerverfahren und system
EP0795454B1 (de) Verfahren zur Eigenortung eines spurgeführten Fahrzeugs und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP3232221A1 (de) Positionsbestimmungssystem
EP3506234A1 (de) Verfahren zur ermittlung des abstellplatzes eines fahrzeugs
EP3687879B1 (de) Schienenfahrzeugortung
EP3313105B1 (de) Verfahren zum prüfen einer autorisierung einer mobilen entriegelungsvorrichtung sowie steuergeräte für ein fahrzeug
EP3446302A1 (de) Verfahren, vorrichtung und anordnung zur spurverfolgung von sich bewegenden objekten
DE102018007960A1 (de) Verfahren zum Abgleich von Kartenmaterial mit einer erfassten Umgebung eines Fahrzeugs, Steuergerät, eingerichtet zum Ausführen eines solchen Verfahrens, sowie Fahrzeug mit einem solchen Steuergerät
DE102017223607A1 (de) Verfahren zur mobilen Einparkhilfe
EP3495847B2 (de) Tachografenanordnung und verfahren zum betreiben einer tachografenanordnung
EP3221662B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ermittlung mindestens einer position eines mobilen endgerätes
EP1972894B1 (de) Verfahren, computergestützte Vorrichtung und System zur Wegstreckenbestimmung
EP1213202A1 (de) Verfahren zur Abbildung des Geleisezustandes und/oder des mechanischen Betriebsverhaltens von Schienenfahrzeugen
EP4031434A1 (de) Fahrzeug, insbesondere schienengebunden, und verfahren zum feststellen ob das fahreug eine vorgegeben route verlassen hat
DE102012224422B3 (de) Trägheitsnavigation mithilfe eines mobilen Geräts unter Verwendung stationärer Referenzpunkte
DE102013202255B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Verkehrsstärken
DE102015009337A1 (de) Verfahren und mobiles Endgerät zur Zielführung einer Person, die ein solches mobiles Endgerät mitführt, im öffentlichen Personenverkehr
DE102017210596B4 (de) Vorrichtung, System und Verfahren zur Lokalisierung von Gepäckstücken
EP1870843A1 (de) Verfahren und System zur Bestimmung der Wegstreckenübereinstimmung zweier sich bewegender Objekte

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20170824

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS MOBILITY GMBH

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190115

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190528