WO2012069324A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von bewegungsparametern bewegter objekte - Google Patents

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Guido Arnold
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    • G01C9/02—Details
    • G01C9/08—Means for compensating acceleration forces due to movement of instrument

Definitions

  • the invention relates to a method for determining movement parameters of moving objects, in particular for rail vehicles, as well as a device relating thereto.
  • Movement parameters such as acceleration and inclination of the object relative to at least one of the three spatial axes are used, for example, for locating or navigating the object.
  • the use of gyro compasses is known, but they are extremely expensive and expensive, so that they can not be used in many areas.
  • MEMS micro-electro-mechanical system
  • the problem is their use as gyro sensors for determining the inclination of the object about an axis, since the inclination can only be determined cumulatively by the discrete measurement of rotation angles designated as rotation rates. The measured rotation rates are added continuously and must therefore be determined extremely accurately.
  • functional reasons have MEMS considerable Off ⁇ set- and drift errors.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for determining motion parameters, which allow high accuracy with little effort.
  • the object is achieved in that along at least one of the three spatial axes by means of MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) acceleration sensors acceleration and / or the rotational rates of the object are measured by at least one of the three spatial axes by means of MEMS gyro sensors, with trailing and / or leading average values for each digital or digitized rotational measured value with respect to a spatial axis rotated by 90 ° as a function of the associated, standard deviation used for offset correction of the rotation rate measured value.
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical System
  • the object is also achieved with a device for carrying out the method, wherein at least one MEMS acceleration sensor for determining the acceleration along at least one of the three spatial axes and / or at least one MEMS gyro sensor is provided for determining the rotation rates about at least one of the three spatial axes are /, whose digital or digitized measured values are supplied via a storage medium to a control device for calculating the movement parameters, wherein means for offset correction of the rotation rate measured by means of a rotated by 90 ° spatial axis trailing and leading average values and to ⁇ associated with a threshold to be compared Standard deviations are provided.
  • While an object to be viewed is in motion befin ⁇ det are represented by the MEMS acceleration sensors, the acceleration, which is exposed to the object detected along one, two or all three spatial axes.
  • all the rotations of the object are likewise detected by one, two or all three spatial axes by the MEMS gyro sensors.
  • MEMS gyro sensors For the measurement of accelerations and Rotary rates can be used both individual MEMS sensors and multi-axis MEMS sensors.
  • MEMS Senso ⁇ ren that monitor all six degrees of freedom can be used.
  • the simultaneity of data collection is indispensable to some extent. If the MEMS sensors have analog output signals, these are converted into digital output signals by means of A / D converters.
  • the digital or digitized measured values of the accelerations and the rotation rates are stored, whereby it is always possible not to have to monitor all the axes.
  • trailing and vorlau ⁇ Fende standard deviations are compared with a threshold value for digital or digitized acceleration measurement values, wherein the acceleration measuring values are used to Ne Trentsbe ⁇ bill, if at least one of the two standard deviations below the threshold value, and ge ⁇ optionally one of a maximum permissible inclination corre ⁇ sponding maximum acceleration of the accelerometer falls below.
  • the cumulative rotation rate measurement in which a propagation of offset and drift influences according to claim 1, although minimized but can not be excluded, quasi bypassed. It used only acceleration measurements that are not cumulative ermit ⁇ telt. However, this preferable algorithm assumes that in the main movement direction no acceleration, but a constant speed movement takes place.
  • FIG. 1 shows the essential components of a device according to the invention
  • Figure 2 shows a first variant for the determination of
  • FIG. 4 shows an algorithm for offset correction in the inclination calculation
  • FIG. 5 shows an algorithm for inclination calculation by means of
  • FIG. 6 shows an algorithm for tilt correction during cornering.
  • FIG. 1 shows a MEMS sensor system 1 with individual sensors for determining acceleration values AccX, AccY, AccZ and for Rotational rate values GyroX, GyroY and GyroZ, in each case for the three spatial axes X, Y, Z.
  • the analog values AccX, AccY, AccZ, GyroX, GyroY and GyroZ are digitized via A / D converter 2 and stand as discrete measured values AccX ', AccY ', AccZ', GYROX ', GyroY' and GyroZ 'on the output side for further processing proces ⁇ available.
  • the second algorithm shown in FIG. 5 is to be preferred, as FIG. 2 shows.
  • this second algorithm only acceleration values Acc are needed to determine the desired motion parameters 5.
  • the acceleration values Acc may be provided as opposed to the rotation rate with ⁇ means of the MEMS sensor 1 in a non-cumulative method.
  • the more error-prone rotation rate measurement values Gyro required for the algorithms one and three shown in FIGS. 4 and 6 are only used for the calculation of the motion parameters 5 if the algorithm two is not applicable.
  • Threshold SgX the mean value is again formed from the two mean values MwGXv and MwGXn.
  • the thus ultimately decisive mean - trailing, or Running forward with ⁇ average value of both - can now be used to compensate the current offset.
  • the compensation can be carried out in the various stages of the inclination calculation, namely with respect to the rotation rate, the calculated angle or the calculated inclination. In this way, there is a running compensation of the current offset. Ultimately, it also compensates for disturbances of the drift.
  • a third algorithm, illustrated in FIG. 6, is used to compensate for the influences of bank angles. If the object moves around a curve, this is in many cases associated with a bank, ie with an inclination about the axis of the main movement direction.
  • This bank can either be directed to the outside of the curve, for example, as a result of the centrifugal force, or be directed to the inside of the curve, for example in the case of over-elevation curves for maximizing the passage-through speed. Both cases lead to measurable rates of rotation about the horizontal, perpendicular to the main motion ⁇ spatial axis. The effect of the rotation in the curve is directly dependent on the bank.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Bewegungsparametern bewegter Objekte, insbesondere für Schienenfahrzeuge, sowie eine entsprechende Vorrichtung. Um auf teure Kreiselgyroskope verzichten zu können, ist vorgesehen, dass entlang mindestens einer der drei Raumachsen (X, Y, Z) mittels MEMS- (Micro-Electro-Mechanical System) Beschleunigungssensoren die Beschleunigung und/oder um mindestens eine der drei Raumachsen (X, Y, Z) mittels MEMS-Gyrosensoren die Drehraten des Objektes gemessen werden, wobei für jeden digitalen oder digitalisierten Drehratenmesswert (GyroY') bezogen auf eine um 90° gedrehte Raumachse (X) nachlaufende und/oder vorlaufende Mittelwerte (MwGXn und/oder MwGXv) in Abhängigkeit von der zugehörigen, mit einem Schwellenwert (SgX) verglichenen Standardabweichung (StabwGXn und/oder StabwGXv) zur Offsetkorrektur des Drehratenmesswertes (GyroY') verwendet werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsparame- tern bewegter Ob ekte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Bewegungsparametern bewegter Objekte, insbesondere für Schienenfahrzeuge, sowie eine diesbezügliche Vorrichtung.
Bewegungsparameter wie Beschleunigung und Neigung des Objektes bezogen auf mindestens eine der drei Raumachsen dienen beispielsweise der Ortung oder der Navigierung des Objektes. Bekannt ist die Verwendung von Kreiselkompassen, die aber extrem aufwendig und kostspielig sind, so dass ein Einsatz in vielen Bereichen nicht möglich ist. Wesentlich preiswerter sind MEMS- (Micro-Electro-Mechanical-System) Sensoren, die beispielsweise als Beschleunigungssensoren für Airbagsteuerungen eingesetzt werden. Problematisch ist jedoch deren Verwendung als Gyrosensoren zur Ermittlung der Neigung des Objektes um eine Achse, da die Neigung nur kumulativ durch die diskrete Messung von als Drehraten bezeichneten Drehwinkeln ermittelt werden kann. Die gemessenen Drehraten werden fortlaufend addiert und müssen demzufolge außerordentlich genau ermittelt werden. Funktionsbedingt weisen MEMS jedoch erhebliche Off¬ set- und Driftfehler auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsparametern anzugeben, welche eine hohe Genauigkeit bei geringem Aufwand ermöglichen .
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass entlang mindestens einer der drei Raumachsen mittels MEMS- (Micro- Electro-Mechanical System) Beschleunigungssensoren die Be- schleunigung und/oder um mindestens eine der drei Raumachsen mittels MEMS-Gyrosensoren die Drehraten des Objektes gemessen werden, wobei für jeden digitalen oder digitalisierten Dreh- ratenmesswert bezogen auf eine um 90° gedrehte Raumachse nachlaufende und/oder vorlaufende Mittelwerte in Abhängigkeit von der zugehörigen, mit einem Schwellenwert verglichenen Standardabweichung zur Offsetkorrektur des Drehratenmesswer- tes verwendet werden.
Die Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, wobei mindestens ein MEMS-Beschleuni- gungssensor zur Ermittlung der Beschleunigung entlang mindestens einer der drei Raumachsen und/oder mindestens ein MEMS- Gyrosensor zur Ermittlung der Drehraten um mindestens eine der drei Raumachsen vorgesehen sind/ist, deren/dessen digitale oder digitalisierte Messwerte über ein Speichermedium einer Ansteuereinrichtung zur Berechnung der Bewegungsparameter zugeführt sind, wobei Mittel zur Offsetkorrektur des Drehratenmesswertes anhand bezüglich einer um 90° gedrehten Raumachse nachlaufender und vorlaufender Mittelwerte und zu¬ gehöriger mit einem Schwellwert zu vergleichender Standardabweichungen vorgesehen sind.
Erst durch diese Offsetkorrektur sind einfache MEMS-Sensoren für die Neigungsberechnung, beispielsweise für Schienenfahrzeuge, einsetzbar.
Während sich ein zu betrachtendes Objekt in Bewegung befin¬ det, werden durch die MEMS-Beschleunigungssensoren die Beschleunigungen, denen das Objekt ausgesetzt ist, entlang einer, zwei oder alle drei Raumachsen erfasst. Vorzugsweise gleichzeitig werden durch die MEMS-Gyrosensoren sämtliche Drehungen des Objektes ebenfalls um eine, zwei oder alle drei Raumachsen erfasst. Für die Messung der Beschleunigungen und Drehraten können sowohl einzelne MEMS-Sensoren als auch mehrachsige MEMS-Sensoren eingesetzt werden. Auch MEMS-Senso¬ ren, die alle sechs Freiheitsgrade überwachen, können verwendet werden. Die Gleichzeitigkeit der Datenerfassung ist bis zu einem gewissen Grad unabdingbar. Haben die MEMS-Sensoren analoge Ausgangssignale, werden diese mit Hilfe von A/D-Wand- lern in digitale Ausgangssignale umgewandelt. Die digitalen oder digitalisierten Messwerte der Beschleunigungen und der Drehraten werden gespeichert, wobei immer auch die Möglichkeit besteht, nicht alle Achsen überwachen zu müssen.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass für digitale oder digitalisierte Beschleunigungsmesswerte nachlaufende und vorlau¬ fende Standardabweichungen mit einem Schwellenwert verglichen werden, wobei die Beschleunigungsmesswerte zur Neigungsbe¬ rechnung verwendet werden, wenn mindestens eine der beiden Standardabweichungen den Schwellenwert unterschreitet und ge¬ gebenenfalls eine einer maximal zulässigen Neigung entspre¬ chende maximale Beschleunigung von den Beschleunigungsmessert unterschritten wird. Auf diese Weise wird die kumulative Drehratenmessung, bei der eine Fortpflanzung von Offset- und Drifteinflüssen gemäß Anspruch 1 zwar minimiert aber nicht ausgeschlossen werden kann, quasi umgangen. Es werden nur Beschleunigungsmesswerte betrachtet, die nicht kumulativ ermit¬ telt werden. Dieser zu bevorzugende Algorithmus setzt jedoch voraus, dass in der Hauptbewegungsrichtung keine Beschleunigung, sondern eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Sobald eine Beschleunigung festgestellt wird, muss der Drehratenmesswert mit Offsetkorrektur gemäß Anspruch 1 sofort wieder zur Verfügung stehen. Deshalb ist die gleichzeitige Ermittlung der Drehraten und deren Speicherung von entscheidender Bedeutung. Sind in der Bewegungsbahn des betrachteten Objektes Kurven zu erwarten, ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, dass zur Identifizierung einer Kurve Drehratenmesswerte um eine vertikale Raumachse und zur Berechnung einer kuvenbedingten Querneigung des Objektes Drehratenmesswerte um eine Hauptbewegungsrich¬ tung des Objektes verwendet werden. Auf diese Weise können Einflüsse der Querneigung in Kurven, beispielsweise fliehkraftbedingt nach außen oder bei in Querrichtung abgeschrägter Fahrbahn nach innen, ermittelt und zur Korrektur der Neigungsberechnung verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 eine erste Variante für die Ermittlung der
Bewegungsparameter,
Figur 3 eine zweite Variante für die Ermittlung der Bewe¬ gungsparameter,
Figur 4 einen Algorithmus zur Offsetkorrektur bei der Neigungsberechnung,
Figur 5 einen Algorithmus zur Neigungsberechnung mittels
Beschleunigungsmesswerten und
Figur 6 einen Algorithmus zur Neigungskorrektur bei Kurvenfahrt .
Figur 1 zeigt eine MEMS-Sensorik 1 mit Einzelsensoren für die Ermittlung von Beschleunigungswerten AccX, AccY, AccZ und für Drehratenwerte GyroX, GyroY und GyroZ, jeweils für die drei Raumachsen X, Y, Z. Die analogen Werte AccX, AccY, AccZ, GyroX, GyroY und GyroZ werden über A/D-Wandler 2 digitalisiert und stehen als diskrete Messwerte AccX' , AccY' , AccZ' , GyroX' , GyroY' und GyroZ' ausgangsseitig zur weiteren Verar¬ beitung zur Verfügung. Diese Messwerte AccX', AccY', AccZ', GyroX' , GyroY' und GyroZ' werden zunächst einem beliebigen Speichermedium 3 zugeführt und anschließend in einer Auswertevorrichtung 4 zur Berechnung der gewünschten Bewegungspara- meter 5 mit verschiedenen Algorithmen ausgewertet. Diese Auswertealgorithmen sind in den Figuren 4, 5 und 6 veranschaulicht .
Prinzipiell ist der in Figur 5 dargestellte zweite Algorith- mus zu bevorzugen, wie Figur 2 zeigt. Bei diesem zweiten Algorithmus werden nur Beschleunigungswerte Acc benötigt, um die gewünschten Bewegungsparameter 5 zu ermitteln. Die Beschleunigungswerte Acc können im Gegensatz zu Drehraten mit¬ tels der MEMS-Sensorik 1 in einem nichtkumulativen Verfahren bereitgestellt werden. Die fehleranfälligeren Drehratenmess- werte Gyro, die für die in den Figuren 4 und 6 dargestellten Algorithmen eins und drei erforderlich sind, werden nur dann für die Berechnung der Bewegungsparameter 5 verwendet, wenn der Algorithmus zwei nicht anwendbar ist.
Es ist aber auch möglich, den Verfahrensablauf gemäß Figur 2 umzukehren und den Acc-Algorithmus zwei parallel zu dem Gyro- Algorithmus eins und/oder drei ablaufen zu lassen, wie Figur 3 zeigt, und erst anschließend die Entscheidung über den für die Berechnung der Bewegungsparameter 5 zu verwendenden Algorithmus zu treffen.
Der Algorithmus eins wird nachfolgend anhand des in Figur 4 dargestellten Flussdiagramms erläutert. Dieser Algorithmus eins ist zur Offset- und Driftkompensation bei der Drehratenermittlung auf der Basis von MEMS-Gyrosensoren erforderlich. Der Algorithmus wird am Beispiel der Neigung in Richtung der Hauptbewegungsrichtung des sich bewegenden Objektes erklärt. Die Verwendung des Algorithmus ist natürlich nicht auf diesen Fall begrenzt, sondern kann in jeder beliebigen Raumachse zur Anwendung kommen. Um die Störeinflüsse Nullpunktverschiebung - Offset - und Nullpunktdrift bei der Neigungsberechnung mit¬ tels Drehraten zu minimieren, wird eine zum aktuelle betrach- teten Zeitpunkt t vor- und eine nachlaufende Betrachtung der Standardabweichung StabwGXv und StabwGXn der Drehrate um die horizontale, zur Hauptbewegungsrichtung um 90° gedrehte Achse über einen festen Zeitraum herangezogen. Unterschreitet mindestens eine der beiden Standardabweichungen StabwGXv und StabwGXn einen festgelegten Schwellwert SgX, signalisiert dies eine geradlinige Bewegung, die beschleunigt oder gleich¬ förmig sein kann. Im Fall einer solchen Bewegung ist die Drehrate gleich null. Für den festgelegten Zeitraum werden ein vor- und ein nachlaufender Mittelwert MwGXv und MwGXn er- rechnet. Diese Mittelwerte MwGXv und MwGXn stellen den Offset vor und nach dem aktuell betrachteten Zeitpunkt t dar. Unterschreitet nur eine der beiden Standardabweichungen StabwGXv und StabwGXn den Schwellenwert SgX, wird auch nur der dazuge¬ hörige Mittelwert MwGXv oder MwGXn herangezogen. Unterschrei- ten beide Standardabweichungen StabwGXn und StabwGXv den
Schwellenwert SgX, wird aus den beiden Mittelwerten MwGXv und MwGXn nochmals der Mittelwert gebildet. Der somit letztlich entscheidende Mittelwert - nachlaufend, vorlaufend oder Mit¬ telwert aus beiden - kann nun zur Kompensation des aktuellen Offsets verwendet werden. Die Kompensation kann dabei in den verschiedenen Stadien der Neigungsberechnung durchgeführt werden, nämlich in Bezug auf die Drehraten, den errechneten Winkel oder der berechneten Neigung. Auf diese Weise entsteht eine mitlaufende Kompensation des jeweils aktuellen Offsets. Letztlich werden dadurch auch Störeinflüsse der Drift kompensiert .
Bei dem in Figur 5 veranschaulichten Algorithmus zwei werden zur Neigungsberechnung nur Beschleunigungsmesswerte AccX' be¬ nötigt. Dazu werden zum aktuellen Beschleunigungsmesswert AccX' vor- und nachlaufend die Standardabweichungen StabwAXv und StabwAXn über einen bestimmten Zeitraum ermittelt und mit einem Schwellenwert SaX verglichen. Wird dieser Schwellenwert SaX von mindestens einem der beiden Standardabweichungen StabwAXv und StabwAXn unterschritten, bedeutet dies, dass sich das Objekt in einem Zustand befindet, in dem die Ge¬ schwindigkeit entlang der betrachteten Achse konstant ist. Nur in diesen Phasen mit konstanter Geschwindigkeit wird auf die Neigungsberechnung mittels Beschleunigungsmessung zurückgegriffen. Dabei handelt es sich um ein nichtkumulatives Ver¬ fahren, so dass sich Fehler nicht fortpflanzen können. Die Gleichzeitigkeit der Messungen von Beschleunigung und Drehrate ist für diesen Algorithmus infolgedessen sehr wichtig. Wenn die Phase mit konstanter Geschwindigkeit beendet ist und eine Beschleunigung stattfindet, muss sofort auf die Drehra¬ tenmessung zur Berechnung der Neigung zurückgegriffen werden können . Zusätzlich kann auch der Fall berücksichtigt werden, bei dem Maximalneigungen nicht überschritten werden dürfen. Diesen Maximalneigungen entsprechend gibt es dann auch zulässige Grenzwerte für die Beschleunigung. Die Neigung wäre im Fall einer konstanten linearen Beschleunigung größer als es die Maximalneigung zulassen würde. Es gibt also zwei Schwellenwerte, die zu berücksichtigen sind, nämlich der Schwellenwert SaX für die Standardabweichung und der Schwellenwert MaxAX für die aus der Maximalneigung resultierende Beschleunigung. Demzufolge müssen der aktuelle Beschleunigungswert und min- destens eine der beiden Standardabweichungen StabwAXv oder StabwAXn kleiner als der jeweilige Schwellenwert SaX bezie¬ hungsweise MaxAX sein, um die Beschleunigungsmessung zur Neigungsberechnung verwenden zu können.
Ein dritter Algorithmus, der in Figur 6 dargestellt ist, dient der Kompensation der Einflüsse von Querneigungen. Bewegt sich das Objekt um eine Kurve, ist dies in vielen Fällen mit einer Querneigung, d. h. mit einer Neigung um die Achse der Hauptbewegungsrichtung verbunden. Diese Querneigung kann entweder zur Kurvenaußenseite gerichtet sein, beispielsweise resultierend aus der Fliehkraft, oder zur Kurveninnenseite gerichtet sein, beispielsweise bei Überhöhungskurven zur Ma- ximierung der Durchfahrgeschwindigkeit. Beide Fälle führen zu messbaren Drehraten um die horizontale, zur Hauptbewegungs¬ richtung senkrechte Raumachse. Dabei ist die Auswirkung der Drehung in der Kurve direkt abhängig von der Querneigung. Da die Drehraten um diese zur Hauptbewegungsrichtung senkrechte Raumachse zur Neigungsberechnung in Hauptbewegungsrichtung dienen, entstehen bei Kurvenfahrt falsche Neigungswerte bei Algorithmus eins, die kompensiert werden müssen. Die Quernei¬ gung darf natürlich nur im Fall einer Kurve zu Kompensationswerten führen oder die ständig berechneten Kompensationswerte dürfen nur im Fall einer Kurve berücksichtigt werden. Die Querbeschleunigung kann in diesem Fall nicht herangezogen werden, da die Beschleunigungswerte, die durch die Quernei¬ gung verursacht werden, durch die Querbeschleunigung überlagert werden, welche zur Kurvenfahrt führen.
Um eine Kurve zu identifizieren, muss die Drehung GyroZ' um die vertikale Z-Achse betrachtet werden. Zur Berechnung der Querneigung werden die Drehratenmessungen um die Hauptbewegungsrichtung verwendet. Da diese wiederum eine kumulative Berechnung erfordern, muss auch hier der Algorithmus eins mit entsprechendem Achsbezug zur Anwendung kommen. Die so berech¬ nete Neigung dient zur Kompensation der aus der Querneigung stammenden Fehler bei der Neigungsberechnung. Die drei Algorithmen der Figuren 4, 5 und 6 ermöglichen eine genaue und zuverlässige Berechnung von Bewegungsparametern. Der Einsatz der im Vergleich zu Gyroskopen mit rotierenden Kreiselelementen preiswerten MEMS-Technologie wird erst durch die beschriebenen Algorithmen ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung von Bewegungsparametern bewegter Objekte, insbesondere für Schienenfahrzeuge,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
entlang mindestens einer der drei Raumachsen (X, Y, Z) mittels MEMS- (Micro-Electro-Mechanical Sys¬ tem) Beschleunigungssensoren die Beschleunigung und/oder um mindestens eine der drei Raumachsen (X, Y, Z) mittels MEMS- Gyrosensoren die Drehraten des Objektes gemessen werden, wobei für jeden digitalen oder digitalisierten Drehratenmess- wert (GyroY' ) bezogen auf eine um 90° gedrehte Raumachse (X) nachlaufende und/oder vorlaufende Mittelwerte (MwGXn und/oder MwGXv) in Abhängigkeit von der zugehörigen, mit einem Schwel- lenwert (SgX) verglichenen Standardabweichung (StabwGXn und/oder StabwGXv) zur Offsetkorrektur des Drehratenmesswer- tes (GyroY') verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
für digitale oder digitalisierte Beschleunigungsmesswerte (AccX' ) nachlaufende und vorlaufende Standardabweichungen (StabwAXv und StabwAXn) mit einem Schwellenwert (SaX) verglichen werden, wobei die Beschleunigungsmesswerte (AccX' ) zur Neigungsberechnung verwendet werden, wenn mindestens eine der beiden Standardabweichungen (StabwAXv und/oder StabwAXn) den Schwellenwert (SaX) unterschreitet und gegebenenfalls eine einer maximal zulässigen Neigung entsprechende maximale Be¬ schleunigung (MaxAX) von dem Beschleunigungsmesswert (AccX' ) unterschritten wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Identifizierung einer Kurve Drehratenmesswerte (GyroZ' ) um eine vertikale Raumachse (Z) und zur Berechnung einer kurvenbedingten Querneigung des Objektes Drehratenmesswerte (GyroX' ) um eine Hauptbewegungsrichtung des Objektes verwendet werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mindestens ein MEMS- (Micro-Electro-Mechanical
System) Beschleunigungssensor zur Ermittlung der Beschleunigung entlang mindestens einer der drei Raumachsen (X, Y, Z) und/oder mindestens ein MEMS-Gyrosensor zur Ermittlung der Drehraten um mindestens eine der drei Raumachsen (X, Y, Z) vorgesehen sind/ist, deren/dessen digitale oder digitali¬ sierte Messwerte (AccX' , AccY' , AccZ' , GyroX' , GyroY' ,
GyroZ') über ein Speichermedium (3) einer Auswerteeinrichtung (4) zur Berechnung der Bewegungsparameter zugeführt sind, wobei Mittel zur Offsetkorrektur des Drehratenmesswertes
(GyroY') anhand bezüglich einer um 90° gedrehten Raumachse (X) nachlaufender und vorlaufender Mittelwerte (MwGXn und MwGXv) und zugehöriger mit einem Schwellenwert (SgX) zu ver¬ gleichender Standardabweichungen (StabwGXn und StabwGXv) vorgesehen sind.
PCT/EP2011/069945 2010-11-26 2011-11-11 Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von bewegungsparametern bewegter objekte WO2012069324A1 (de)

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