DE102016007195A1

DE102016007195A1 - Control device and method for determining an own position of a mobile terminal and motor vehicle

Info

Publication number: DE102016007195A1
Application number: DE102016007195.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Spehl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-14
Also published as: WO2017215803A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenposition (28) eines mobilen Endgeräts (10), wobei durch eine Steuervorrichtung (27) des Endgeräts (10) mittels eines Mobilfunkmoduls (15) des Endgeräts ein jeweiliges Funksignal (22) zumindest einer geräteexternen mobilen Sendeeinheit (11) empfangen wird und auf der Grundlage des jeweiligen empfangenen Funksignals (22) eine Relativlage (23, 32) der jeweiligen anderen mobilen Sendeeinheit (11) bezüglich des Endgeräts ermittelt wird und in Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Relativlage (23, 32) die Eigenposition (28) des Endgeräts ermittelt wird. Die Erfindung sieht vor, dass das jeweilige Funksignal (22) über einen Uplink-Kanal (19), über welchen die zumindest eine Sendeeinheit (11) jeweilige Sendedaten (20) an die stationäre Basisstation (14) auszusenden ausgelegt ist, empfangen wird und hierzu das Mobilfunkmodul (15) in einem Empfangsmodus (21) für den Uplink-Kanal (19) betrieben wird.The invention relates to a method for determining an intrinsic position (28) of a mobile terminal (10), wherein by a control device (27) of the terminal (10) by means of a mobile module (15) of the terminal a respective radio signal (22) at least one device external mobile transmitting unit (11) is received and on the basis of the respective received radio signal (22) a relative position (23, 32) of the respective other mobile transmitting unit (11) with respect to the terminal is determined and in dependence on the respectively determined relative position (23, 32) the Own position (28) of the terminal is determined. The invention provides that the respective radio signal (22) is received via an uplink channel (19), via which the at least one transmission unit (11) is designed to transmit respective transmission data (20) to the stationary base station (14), and to this end the mobile radio module (15) is operated in a receive mode (21) for the uplink channel (19).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenposition eines mobilen Endgeräts, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Eigenposition kann eine absolute Geoposition oder eine relative Position bezüglich einer mobilen Sendeeinheit sein. Zu der Erfindung gehört auch eine Steuervorrichtung für ein mobiles Endgerät, welche das erfindungsgemäße Verfahren durchführen kann. Schließlich gehört zu der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, welches die Steuervorrichtung aufweist.The invention relates to a method for determining an own position of a mobile terminal, in particular of a motor vehicle. The eigenposition may be an absolute geoposition or a relative position with respect to a mobile transmitting unit. The invention also includes a control device for a mobile terminal, which can perform the method according to the invention. Finally, the invention also includes a motor vehicle having the control device.

In einem mobilen Endgerät kann ein Empfänger für ein Positionssignal eines GNSS (Global Navigation Satellite System), wie zum Beispiel eines GPS (Global Positioning System) bereitgestellt sein. Anhand des Positionssignals kann in dem Endgerät eine absolute Geoposition ermittelt werden. Die Genauigkeit von GPS liegt nur im Bereich von drei Metern. Mit dem differenzielle GPS kann der Bereich zwar auf wenige Zentimeter verbessert werden, was aber eher aufwendig ist und somit die Serienherstellung kostspielig macht.In a mobile terminal, a receiver may be provided for a position signal of a GNSS (Global Navigation Satellite System), such as a GPS (Global Positioning System). Based on the position signal, an absolute geoposition can be determined in the terminal. The accuracy of GPS is only in the range of three meters. With the differential GPS, the range can indeed be improved to a few centimeters, but this is rather expensive and thus makes the series production expensive.

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines mobilen Endgeräts ist aus der DE 100 29 137 A1 bekannt. Danach wird von dem mobilen Endgerät eine Verbindung zu einer Basisstation eines Mobilfunknetzwerks aufgebaut und zusätzlich werden Wiedergaben zu benachbarten Basisstationen erzwungen, so das Funksignale mehrerer Basisstationen in dem mobilen Endgerät empfangen werden. Aus geographischen Koordinaten der Basisstationen und einem zeitlichen Versatz der Funksignale ermittelt das Endgerät seine Position bezüglich der Basisstationen und kann somit auf Grundlage der geographischen Koordinaten der Basisstationen seine absolute Geoposition ermitteln. Dieses Verfahren erfordert, dass sich mehrere Basisstationen in Funkreichweite befinden.A method for determining a position of a mobile terminal is known from DE 100 29 137 A1 known. Thereafter, the mobile terminal establishes a connection to a base station of a mobile radio network and, in addition, reproductions to adjacent base stations are enforced so that radio signals of several base stations are received in the mobile terminal. From geographical coordinates of the base stations and a temporal offset of the radio signals, the terminal determines its position relative to the base stations and can thus determine its absolute geoposition based on the geographic coordinates of the base stations. This method requires that multiple base stations are within radio range.

Aus der US 2012/0235865 A1 ist bekannt, mittels eines mobilen Endgeräts Identifikationscodes von in der Umgebung befindlichen Sendern zu empfangen und aus der Kombination der empfangenen Identifikationscodes auf die Position des Endgeräts zu schließen. Dies erfordert eine umfangreiche Tabelle der möglichen Kombinationen von Identifikationscodes, durch welche den Kombinationen jeweils ein Ort zugeordnet ist.From the US 2012/0235865 A1 It is known to receive by means of a mobile terminal identification codes from nearby transmitters and to close from the combination of the received identification codes on the position of the terminal. This requires an extensive table of the possible combinations of identification codes by which a location is assigned to the combinations.

Aus der US 2015/0168532 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Endgeräts bekannt, bei welchem das Endgerät aus mehreren anderen mobilen Sendeeinheiten jeweils ein Broadcast-Signal empfängt und aus der hierbei gemessenen Signallaufzeit seine eigene Position berechnet. Damit die mobilen Sendeeinheiten ihr Broadcast-Signal aussenden, ist es aber nötig, dass durch eine Basisstation ein Aufforderungssignal ausgesendet wird. Somit ist das Lokalisieren des mobilen Endgeräts davon abhängig, wann die Basisstation das Aufforderungssignal aussendet.From the US 2015/0168532 A1 a method for determining a position of a mobile terminal is known, in which the terminal receives a broadcast signal from a plurality of other mobile transmitting units and calculates its own position from the signal propagation time measured in this case. However, in order for the mobile transmitting units to broadcast their broadcast signal, it is necessary for a request signal to be transmitted by a base station. Thus, locating the mobile terminal depends on when the base station transmits the request signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem mobilen Endgerät dessen Eigenposition bezüglich anderer mobiler Sendeeinheiten oder bezüglich eines absoluten Geo-Koordinatensystems zu ermitteln.The invention has for its object to determine in a mobile terminal whose own position with respect to other mobile transmitting units or with respect to an absolute geo-coordinate system.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur offenbart.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figure.

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenposition eines mobilen Endgeräts. Als Eigenposition kann in der beschriebenen Weise eine absolute Geoposition oder eine relative Position zu zumindest einer anderen, also geräteexternen mobilen Sendeeinheit, zum Beispiel einem anderen mobilen Endgerät, ermittelt werden. Das mobile Endgerät kann ein Smartphone oder ein Tablet-PC oder eine Smartwatch sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem mobilen Endgerät um ein Kraftfahrzeug mit einem Mobilfunkmodul.The invention comprises a method for determining an own position of a mobile terminal. In the manner described, an absolute geoposition or a relative position to at least one other, ie device-external, mobile transmission unit, for example another mobile terminal, can be determined as the intrinsic position. The mobile terminal may be a smartphone or a tablet PC or a smartwatch. The mobile terminal is preferably a motor vehicle with a mobile radio module.

Durch eine Steuervorrichtung des Endgeräts wird mittels eines Mobilfunkmoduls des Endgeräts ein jeweiliges Funksignal zumindest einer geräteexternen mobilen Sendeeinheit empfangen. Bei dem Mobilfunkmodul handelt es sich insbesondere um ein LTE-Funkmodul (LTE – Long Term Evolution) oder ein Mobilfunkmodul des Mobilfunk-Standards 5 G. Auf der Grundlage des jeweiligen empfangenen Funksignals der zumindest einen mobilen Sendeeinheit wird durch die Steuervorrichtung eine Relativlage der jeweiligen mobilen Sendeeinheit bezüglich des Endgeräts ermittelt. In Abhängigkeit von der jeweils ermittelten Relativlage wird dann die Eigenposition des Endgeräts ermittelt.By means of a control device of the terminal, a respective radio signal of at least one device external mobile transmission unit is received by means of a mobile radio module of the terminal. The mobile radio module is in particular an LTE radio module (LTE - Long Term Evolution) or a mobile radio module of the mobile radio standard 5 G. On the basis of the respective received radio signal of the at least one mobile transmitting unit, the control device sets a relative position of the respective mobile Sender unit determined with respect to the terminal. Depending on the respectively determined relative position, the intrinsic position of the terminal is then determined.

Um hierbei nicht von einem Auslösesignal zum Beispiel einer Basisstation des Mobilfunknetzwerks abhängig zu sein, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige Funksignal über einen Uplink-Kanal empfangen wird. Ein Uplink-Kanal ist ein Funkkanal, über welchen die zumindest eine Sendeeinheit jeweilige Sendedaten an die stationäre Basisstation auszusenden ausgelegt ist. Mit anderen Worten ist jede Sendeeinheit dazu ausgelegt, Sendedaten über den Uplink-Kanal an die Basisstation auszusenden. Wo sich der jeweilige Uplink-Kanal eines Mobilfunknetzwerks befindet, ist durch den im Mobilfunknetzwerk genutzten Mobilfunk-Standard festgelegt und kann aus dem Mobilfunk-Standard in Erfahrung gebracht werden. Es kann sich bei dem Uplink-Kanal um ein eigenes Frequenzband, das nur für den besagten Uplink vorgesehen ist (FDM – Frequency Division Multiplexing), oder um vorbestimmte Zeitschlitze (Time-Slots) handeln (TDM – Time Division Multiplexing). Im Uplink-Kanal ist die stationäre Basisstation auf Empfang geschaltet. Indem nun auch das mobile Endgerät das jeweilige Funksignal der zumindest einen Sendeeinheit aus dem Uplink-Kanal empfängt, also die Sendedaten empfängt, ergibt sich ein Mithören auf dem Uplink-Kanal. Hierzu wird erfindungsgemäß das Mobilfunkmodul des mobilen Endgeräts in einem Empfangsmodus für den Uplink-Kanal betrieben. Bei dem beschriebenen FDM wird hierzu ein Empfänger des Mobilfunkmoduls auf die Frequenz des Uplink-Kanals eingestellt und die empfangenen Sendedaten decodiert. Im beschriebenen TDM wird hierzu zumindest für die Dauer der Zeitschlitze des Uplink-Kanals empfangen und die empfangenen Sendedaten decodiert. Die Sendedaten können z. B. einen Zeitstempel oder Daten zum Messen des im Mobilfunk bekannten Werts TOA (Time of Arrival) umfassen.In order not to be dependent on a trigger signal, for example, a base station of the mobile network, it is provided according to the invention that the respective radio signal is received via an uplink channel. An uplink channel is a radio channel, via which the at least one transmission unit is designed to transmit respective transmission data to the stationary base station. In other words, each transmission unit is designed to transmit transmission data over the uplink channel to the base station. Where the respective uplink channel of a mobile radio network is located is determined by the mobile radio standard used in the mobile radio network and can be learned from the mobile radio standard. It may be the uplink channel to its own frequency band, which is only for said uplink is provided (FDM - Frequency Division Multiplexing), or by predetermined time slots (time slots) act (TDM - Time Division Multiplexing). In the uplink channel, the stationary base station is switched to receive. By now also the mobile terminal receives the respective radio signal of the at least one transmitting unit from the uplink channel, that receives the transmission data, results in a listening on the uplink channel. For this purpose, according to the invention, the mobile radio module of the mobile terminal is operated in a receive mode for the uplink channel. In the case of the FDM described, a receiver of the mobile radio module is set to the frequency of the uplink channel and the received transmission data is decoded. In the TDM described, this is received for at least the duration of the time slots of the uplink channel and the received transmission data is decoded. The transmission data can z. B. include a time stamp or data for measuring the value known in mobile radio TOA (Time of Arrival).

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zum Ermitteln der Relativlage zwischen dem mobilen Endgerät einerseits und zumindest einer anderen mobilen Sendeeinheit andererseits lediglich eine direkte Kommunikation oder Übertragung eines Funksignals zwischen der zumindest einen mobilen Sendeeinheit einerseits und dem mobilen Endgerät andererseits nötig ist. Es ist kein externes Anregungssignal zum Beispiel durch eine stationäre Mobilfunkstation nötig.As a result of the invention there is the advantage that only a direct communication or transmission of a radio signal between the at least one mobile transmitting unit on the one hand and the mobile terminal on the other hand is necessary for determining the relative position between the mobile terminal on the one hand and at least one other mobile transmitting unit. There is no external excitation signal required for example by a stationary mobile station.

Zu der Erfindung gehören auch vorteilhafte Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes advantageous developments, the characteristics of which provide additional advantages.

Die jeweilige Relativlage zwischen mobilem Endgerät und Sendeeinheit wird bevorzugt als ein Abstand ermittelt. Hierzu wird der Abstand auf Grundlage einer Signallaufzeit des jeweiligen Funksignals ermittelt. Ein Abstand zu einer Sendeeinheit kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, eine Kollision mit der Sendeeinheit zu prädizieren. Handelt es sich bei der Sendeeinheit zum Beispiel um ein anderes Kraftfahrzeug, so kann auf Grundlage des ermittelten Abstands und damit der ermittelten relativen Eigenposition des Kraftfahrzeugs bezüglich des anderen Kraftfahrzeugs eine Selbstbremsung des eigenen Kraftfahrzeugs eingeleitet werden, falls die Kollision prädiziert wird. Zusätzlich oder alternativ zum Bestimmen eines Abstands kann vorgesehen sein, dass als jeweilige Relativlage eine Richtung auf der Grundlage einer Richtwirkung einer Sendeantenne der Sendeeinheit und/oder einer Empfangsantenne des Funkmoduls ermittelt wird. Zum Beispiel kann die Umgebung des mobilen Endgeräts in Sektoren unterteilt werden und ermittelt werden, in welchem der Sektoren sich die jeweilige Sendeeinheit befindet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Einfallsrichtung des Funksignals zugrundegelegt oder dahingehend ausgewertet werden, dass die Richtung, in welcher sich die Sendeeinheit bezüglich des mobilen Endgeräts befindet, ermittelt wird.The respective relative position between the mobile terminal and the transmitting unit is preferably determined as a distance. For this purpose, the distance is determined on the basis of a signal propagation time of the respective radio signal. For example, a distance to a transmitting unit can advantageously be used to predict a collision with the transmitting unit. If the transmission unit is, for example, another motor vehicle, self-braking of the own motor vehicle can be initiated on the basis of the determined distance and thus the determined relative intrinsic position of the motor vehicle with respect to the other motor vehicle, if the collision is predicted. In addition or as an alternative to determining a distance, it can be provided that a direction is determined as the respective relative position on the basis of a directivity of a transmitting antenna of the transmitting unit and / or a receiving antenna of the radio module. For example, the environment of the mobile terminal can be divided into sectors and it can be determined in which of the sectors the respective transmission unit is located. Additionally or alternatively, the direction of incidence of the radio signal can be used as a basis or evaluated in such a way that the direction in which the transmitting unit is located relative to the mobile terminal is determined.

Wie bereits ausgeführt, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Funksignal zwischen der zumindest einen Sendeeinheit einerseits und dem mobilen Endgerät andererseits unabhängig von einer stationären Basisstation, mit welcher zu kommunizieren das Mobilfunkmodul des mobilen Endgeräts ausgelegt ist, empfangen wird. Es handelt sich also um eine Direktübertragung des Funksignals von der jeweiligen Sendeeinheit zu dem Mobilfunkmodul des mobilen Endgeräts. Somit ist es nicht einmal nötig, dass die Sendeeinheiten tatsächlich Sendedaten an eine stationäre Basisstation aussendet. Es reicht also aus, den Uplink-Kanal zu verwenden. Es kann somit vorgesehen sein, dass die zumindest eine Sendeeinheit ihre Sendedaten über den Uplink-Kanal ausschließlich an das mobile Endgerät aussendet, welches im Empfangsmodus für den Uplink-Kanal diese Sendedaten empfängt.As already explained, it is preferably provided that the radio signal between the at least one transmitting unit on the one hand and the mobile terminal on the other hand is received independently of a stationary base station with which the mobile radio module of the mobile terminal is designed to communicate. It is therefore a direct transmission of the radio signal from the respective transmitting unit to the mobile radio module of the mobile terminal. Thus, it is not even necessary that the transmitting units actually send out transmission data to a stationary base station. So it's enough to use the uplink channel. It can thus be provided that the at least one transmission unit emits its transmission data via the uplink channel exclusively to the mobile terminal, which receives this transmission data in the receive mode for the uplink channel.

Um auch eine absolute Geoposition des mobilen Endgeräts zu ermitteln, ist bevorzugt vorgesehen, das jede Sendeeinheit ihre eigene absolute Position als Sendedaten aussendet. Auf der Grundlage einer in den jeweiligen Sendedaten enthaltenen absoluten Positionsangabe kann also die Eigenposition des mobilen Endgeräts als absolute Geoposition ermittelt werden. Bevorzugt werden hierbei Funksignale mehrerer Sendeeinheiten empfangen. Auf Grundlage der absoluten Positionsangaben mehrerer Sendeeinheiten und zum Beispiel der Abstände der Sendeeinheiten zu dem mobilen Endgerät kann dann die absolute Geoposition des mobilen Endgeräts selbst ermittelt werden.In order to determine an absolute geoposition of the mobile terminal, it is preferably provided that each transmitting unit transmits its own absolute position as transmission data. On the basis of an absolute position indication contained in the respective transmission data, therefore, the intrinsic position of the mobile terminal can be determined as absolute geoposition. In this case, radio signals of a plurality of transmission units are preferably received. On the basis of the absolute position information of several transmitting units and, for example, the distances of the transmitting units to the mobile terminal, the absolute geoposition of the mobile terminal itself can then be determined.

Zusätzlich oder alternativ dazu ist vorgesehen, dass auf der Grundlage einer in den jeweiligen Sendedaten enthaltenen Abstandsangabe eines Abstands zwischen jeweils zwei der Sendeeinheiten eine der Sendeeinheiten mittels Trilateration lokalisiert wird. Hieraus wird dann eine absolute Positionsangabe der lokalisierten Sendeeinheit erzeugt. Diese kann dann wiederum genutzt werden, um die Eigenposition des mobilen Endgeräts als absolute Geoposition zu ermitteln.Additionally or alternatively, it is provided that one of the transmission units is localized by means of trilateration on the basis of a distance specification of a distance between in each case two of the transmission units contained in the respective transmission data. From this, an absolute position specification of the localized transmission unit is then generated. This can then be used again to determine the proper position of the mobile terminal as absolute geoposition.

Falls ein jeweiliges Funksignal aus mehreren Sendeinheiten empfangen wird, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Eigenposition auf der Grundlage einer Trilateration und/oder einer Kreuzpeilung und/oder einer Triangulation ermittelt wird, wobei die jeweilige Methode davon abhängig gewählt wird, welche Angaben zur Relativlage jeweils vorliegen.If a respective radio signal is received from a plurality of transmitting units, it is preferably provided that the eigenposition is determined on the basis of a trilateration and / or a cross bearing and / or a triangulation, wherein the respective method is selected depending on which particular relative position information is available ,

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die jeweilige Relativlage bezüglich der zumindest einen Sendeeinheit dazu genutzt wird, eine vorläufig ermittelte Eigenposition zu verbessern, die auf der Grundlage eines Positionssignals eines GNSS in dem mobilen Endgerät selbst ermittelt wurde. Bevorzugt ist deshalb vorgesehen, dass eine vorläufige Eigenposition des mobilen Endgeräts als Angabe einer absoluten Geoposition ermittelt wird. Die vorläufige Eigenposition wird dann auf der Grundlage der zumindest einen Relativposition angepasst. Hieraus erhält man die endgültige Eigenposition. Beispielsweise können aus mehreren anderen Sendeeinheiten jeweilige absolute Positionsangaben empfangen werden und zusammen mit der jeweiligen Relativposition Korrekturdaten ermittelt werden. Diese können dann zum Beispiel als Korrekturvektor oder mittels einer gewichteten Summation der vorläufigen Eigenposition überlagert werden. Z. B. kann mittels der gewichteten Summation ein Durchschnittswert aus der vorläufigen Eigenposition und einer anhand der Funksignale ermittelten Eigenposition ermittelt werden. Die Gewichtung kann zum Beispiel als multiplikativer Faktor für die Korrekturdaten umgesetzt oder realisiert werden. Die Gewichtung kann zum Beispiel angeben, wie zuverlässig oder mit welchem Signal-zu-Rausch-Verhältnis die jeweilige Sendeeinheit ihre absolute Positionsangabe ermittelt hat. It is preferably provided that the respective relative position with respect to the at least one transmitting unit is used to improve a provisionally determined own position, which was determined on the basis of a position signal of a GNSS in the mobile terminal itself. It is therefore preferably provided that a provisional own position of the mobile terminal is determined as an indication of an absolute geoposition. The provisional eigenposition is then adjusted based on the at least one relative position. From this one obtains the final own position. For example, respective absolute position information can be received from a plurality of other transmission units and correction data can be determined together with the respective relative position. These can then be superposed, for example, as a correction vector or by means of a weighted summation of the provisional eigenposition. For example, by means of the weighted summation, an average value can be determined from the provisional eigenposition and an eigenposition determined on the basis of the radio signals. The weighting can, for example, be implemented or realized as a multiplicative factor for the correction data. The weighting may indicate, for example, how reliably or with what signal-to-noise ratio the respective transmitting unit has determined its absolute position indication.

Wie bereits ausgeführt, kann die ermittelte Eigenposition dazu genutzt werden zum Beispiel eine Kollision mit einer Sendeeinheit zu prädizieren. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die ermittelte Eigenposition an eine Fahrerassistenzeinrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgegeben wird. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann zum Beispiel dazu eingerichtet sein, eine Selbstbremsung des Kraftfahrzeugs bei einer detektiertem bevorstehenden Kollision auszulösen. Die Fahrerassistenzeinrichtung kann auch zum Beispiel zum autonomen Führen des Kraftfahrzeugs, d. h. zum automatisierten Längsführen und/oder Querführen des Kraftfahrzeugs ausgelegt sein.As already stated, the determined eigenposition can be used for example to predict a collision with a transmitting unit. Accordingly, it is preferably provided that the determined own position is output to a driver assistance device of a motor vehicle. The driver assistance device can, for example, be set up to trigger a self-braking of the motor vehicle in the event of a detected imminent collision. The driver assistance device can also be used, for example, to autonomously guide the motor vehicle, i. H. be designed for automated longitudinal guidance and / or transverse guiding of the motor vehicle.

Die Erfindung umfasst auch eine Steuervorrichtung zum Betreiben eines mobilen Endgeräts. Die Steuervorrichtung weist eine Recheneinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Hierzu kann die Recheneinrichtung zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Recheneinrichtung einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Recheneinrichtung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Recheneinrichtung gespeichert sein.The invention also includes a control device for operating a mobile terminal. The control device has a computing device which is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the computing device can have at least one microprocessor and / or at least one microcontroller. Furthermore, the computing device can have a program code that is set up to execute an embodiment of the method according to the invention when executed by the computing device. The program code can be stored in a data memory of the computing device.

Wie bereits ausgeführt, kann das mobile Endgerät insbesondere als Kraftfahrzeug ausgestaltet sein. Entsprechend umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Mobilfunkmodul zum Empfangen von Funksignalen fahrzeugexterner mobiler Sendeeinheiten, zum Beispiel anderer Kraftfahrzeuge und/oder Smartphones und/oder Tablet-PCs. Das Mobilfunkmodul ist insbesondere ein LTE-Funkmodul oder ein 5 G-Funkmodul. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist des Weiteren eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung auf.As already stated, the mobile terminal can be designed in particular as a motor vehicle. Accordingly, the invention also includes a motor vehicle with a mobile radio module for receiving radio signals of external mobile transmitting units, for example other motor vehicles and / or smartphones and / or tablet PCs. The mobile radio module is in particular an LTE radio module or a 5 G radio module. The motor vehicle according to the invention further comprises an embodiment of the control device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.In the following an embodiment of the invention is described. For this purpose, the single FIGURE (FIG.) Shows a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich um ein mobiles Endgerät im Sinne der Erfindung handelt. Des Weiteren sind weitere fahrzeugexterne oder geräteexternen Sendeeinheiten 11 gezeigt, bei denen es sich jeweils ebenfalls um ein Kraftfahrzeug handeln kann. Des Weiteren ist ein GNSS 12 gezeigt, bei dem es sich zum Beispiel um das GPS handeln kann. Schließlich ist von einem Mobilfunknetz 13 eine stationäre Basisstation 14 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 und die Sendeeinheiten 11 können jeweils ein Mobilfunkmodul 15, 16 aufweisen, mittels welchen das Kraftfahrzeug 10 und die Sendeeinheiten 11 untereinander und mit der Basisstation 14 eine Funkverbindung 17 aufbauen können. Bei dem Mobilfunkmodulen 15, 16 kann es sich zum Beispiel um Mobilfunkmodule für den Mobilfunk-Standard LTE oder 5 G handeln. Entsprechend ist gemäß dem Mobilfunk-Standard vorgesehen, dass von der Basisstation 14 aus Daten über einen Downlink-Kanal 18 an die Mobilfunkmodule 15, 16 gesendet werden können. Die Mobilfunkmodule 15, 16 können über einen Uplink-Kanal 19 Sendedaten 20 aussenden, die über den Uplink-Kanal 19 von der Basisstation 14 empfangen werden können.The figure shows a motor vehicle 10 in which it is a mobile terminal in the context of the invention. Furthermore, there are other vehicle-external or device-external transmission units 11 shown, which may also be a motor vehicle in each case. Furthermore, a GNSS 12 shown, which may be for example the GPS. Finally, from a mobile network 13 a stationary base station 14 shown. The car 10 and the transmitting units 11 can each have a mobile module 15 . 16 have, by means of which the motor vehicle 10 and the transmitting units 11 with each other and with the base station 14 a radio connection 17 can build up. In the mobile modules 15 . 16 For example, these could be mobile modules for the LTE or 5G wireless standard. Accordingly, it is provided according to the mobile radio standard that of the base station 14 from data via a downlink channel 18 to the mobile modules 15 . 16 can be sent. The mobile modules 15 . 16 can over an uplink channel 19 transmit data 20 send out via the uplink channel 19 from the base station 14 can be received.

Bei dem Kraftfahrzeug 10 ist das Mobilfunkmodul 15 derart eingerichtet, dass es einen Empfangsmodus 21 aufweist, in welchem es die Sendedaten 20, welche die Sendeeinheiten 11 über den Uplink-Kanal 19 aussenden, empfangen kann. Über das Mobilfunkmodul 15 können die Mobilfunkmodule 16 auch dazu aufgefordert werden oder konfiguriert werden, unabhängig von der Basisstation 14 den Uplink-Kanal 19 dazu zu nutzen, die Sendedaten 20 ausschließlich für das Mobilfunkmodul 15 auszusenden. In the motor vehicle 10 is the mobile module 15 set up such that it is a receive mode 21 in which it is the transmission data 20 which the transmitting units 11 over the uplink channel 19 send, receive. About the mobile module 15 can the mobile modules 16 also be prompted or configured, regardless of the base station 14 the uplink channel 19 to use the transmission data 20 exclusively for the mobile radio module 15 send out.

Anhand von Funksignalen 21 kann mittels des Mobilfunkmoduls 15 ein jeweiliger Abstand 23 der Sendeeinheiten 11 zu dem Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden. Ein solcher Abstand 23 stellt eine Relativlage der Sendeeinheiten 11 zu dem Kraftfahrzeug 10 oder allgemein zu dem mobilen Endgerät dar. In den Sendedaten 20 kann des Weiteren jeweils eine absolute Positionsangabe 24 einer jeweiligen Position der Sendeeinheiten 11 enthalten sein. Die Positionsangabe 24 kann zum Beispiel eine GPS-Position sein. Hierzu kann jede Sendeeinheit 11 einen Empfänger 25 für ein Positionssignal 26 des GNSS 12 aufweisen. Das Mobilfunkmodul 15 kann somit zusätzlich zu den anhand der Funksignale 22 ermittelten Abstände 23 auch die Sendedaten 20 mit den absoluten Positionsangaben 24 ermitteln und einer Steuervorrichtung 27 des Kraftfahrzeugs 10 bereitstellen. Die Steuervorrichtung 27 kann auf Grundlage der absoluten Positionsangaben 24 aus den Sendedaten 20 und den ermittelten Abständen 23 eine Eigenposition 28 des Kraftfahrzeugs 10 ermitteln. Es kann auch vorgesehen sein, dass durch das Kraftfahrzeug 10 selbst mittels eines Empfängers 29 für das Positionssignal 26 eine vorläufige Eigenposition 30 ermittelt wird und diese auf Grundlage der Abstände 23 zu den Sendeeinheiten 11 und den absoluten Positionsangaben 24 aus den Sendedaten 20 korrigiert oder angepasst wird. Hierbei kann berücksichtigt werden, mit welchem Konfidenzwert oder mit welchem Signal-zu-Rausch-Verhältnis die jeweilige absolute Positionsangabe 24 und die vorläufige Eigenposition 12 ermittelt oder empfangen wurde. Hierdurch ist die ermittelte Eigenposition 28 robuster und/oder genauer als die vorläufige Eigenposition 30, die ausschließlich mittels des Empfängers 29 ermittelt wurde. Die Eigenposition 28 kann zum Beispiel an ein Fahrerassistenzsystem 31 ausgegeben werden.On the basis of radio signals 21 can by means of the mobile module 15 a respective distance 23 the transmitting units 11 to the motor vehicle 10 be determined. Such a distance 23 represents a relative position of the transmitting units 11 to the motor vehicle 10 or generally to the mobile terminal. In the transmission data 20 furthermore, an absolute position indication can be given 24 a respective position of the transmitting units 11 be included. The position information 24 may be a GPS position, for example. For this purpose, each transmitting unit 11 a receiver 25 for a position signal 26 of the GNSS 12 exhibit. The mobile module 15 Thus, in addition to the basis of the radio signals 22 determined distances 23 also the transmission data 20 with the absolute position information 24 determine and a control device 27 of the motor vehicle 10 provide. The control device 27 can be based on the absolute position information 24 from the transmission data 20 and the determined distances 23 an own position 28 of the motor vehicle 10 determine. It can also be provided that by the motor vehicle 10 even by means of a receiver 29 for the position signal 26 a preliminary own position 30 is determined and this based on the distances 23 to the transmitting units 11 and the absolute position information 24 from the transmission data 20 corrected or adjusted. In this case, it can be taken into account with which confidence value or with which signal-to-noise ratio the respective absolute position specification 24 and the preliminary own position 12 was determined or received. This is the determined own position 28 more robust and / or more accurate than the preliminary own position 30 exclusively by means of the recipient 29 was determined. The own position 28 For example, a driver assistance system 31 be issued.

Zusätzlich oder anstelle der Abstände 23 kann auf Grundlage der Funksignale 22 zum Beispiel auch eine Richtung 32 ermittelt werden, aus welcher das jeweilige Funksignal 22 bei dem Kraftfahrzeug 10 eintrifft. Hieraus kann dann mittels einer Kreuzpeilung ebenfalls die Eigenposition des Kraftfahrzeugs 10 auf Grundlage der Richtungen 32 und der absoluten Positionsangaben 24 ermittelt werden.In addition or instead of intervals 23 can based on the radio signals 22 for example, a direction 32 be determined from which the respective radio signal 22 in the motor vehicle 10 arrives. From this can then by means of a Kreuzpeilung also the intrinsic position of the motor vehicle 10 based on the directions 32 and the absolute position information 24 be determined.

Somit können zum Beispiel auf der Grundlage des Mobilfunkstandards LTE oder 5 G mobile Endgeräte, wie zum Beispiel das Kraftfahrzeug 10, auf einem direkten Kanal (im Uplink) miteinander, d. h. ohne einen Umweg über die Basisstation 14, kommunizieren. Wird zum Beispiel beim Aufbau des Kommunikationskanals die Signalübertragungszeit (TOA – Time of Arrival) im Rahmen einer Proximity-Detektion durchgeführt, so können die in Reichweite befindlichen Sendeeinheiten 11 (allgemein Mobilfunk-Terminals oder andere Endgeräte) erkannt und zu einer direkten Kommunikation zwischen den Sendeeinheiten 11 mit dem Kraftfahrzeug 10 konfiguriert oder angestoßen werden. Dies kann man sich bei dem Kraftfahrzeug 10 zur Verfeinerung z. B. einer Kreuzpeilung zu Nutze machen, um die Eigenposition 28 des Kraftfahrzeugs 10 bezüglich der Sendeeinheiten 11 oder als absolute Geoposition zu schätzen. Durch Berechnen der Laufzeitunterschiede der Funksignale 22 bei der direkten Kommunikation zwischen den Sendeeinheiten 11 mit dem Mobilfunkmodul 15 kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung im Vergleich zur Nutzung ausschließlich des Empfängers 29 verbessert werden. Die hierdurch bestimmte endgültige Eigenposition 28 kann zum Beispiel für die Navigation und für andere Fahrerassistenzsysteme bereitgestellt werden.Thus, for example, based on the mobile radio standard LTE or 5G mobile terminals, such as the motor vehicle 10 , on a direct channel (in the uplink), ie without a detour via the base station 14 , communicate. If, for example, during the establishment of the communication channel the signal transmission time (TOA - Time of Arrival) is carried out as part of a proximity detection, then the transmission units located in range can 11 (generally mobile terminals or other terminals) and detected a direct communication between the transmitting units 11 with the motor vehicle 10 be configured or triggered. This can be found in the motor vehicle 10 for refinement z. B. make use of a cross bearing to own position 28 of the motor vehicle 10 with respect to the transmitting units 11 or to estimate as absolute geoposition. By calculating the transit time differences of the radio signals 22 in direct communication between the transmitting units 11 with the mobile module 15 can the accuracy of positioning compared to using only the receiver 29 be improved. The final own position determined thereby 28 can be provided, for example, for navigation and for other driver assistance systems.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung die GPS-Genauigkeit durch Mobilfunk-Direktkommunikation verbessert werden kann.Overall, the example shows how GPS accuracy can be improved by mobile direct communication through the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10029137 A1 [0003]
US 2012/0235865 A1 [0004]
US 2015/0168532 A1 [0005]

Claims

Method for determining an eigenposition ( 28 ) of a mobile terminal ( 10 ), wherein by a control device ( 27 ) of the terminal ( 10 ) by means of a mobile radio module ( 15 ) of the terminal a respective radio signal ( 22 ) at least one device external mobile transmitting unit ( 11 ) and based on the respective received radio signal ( 22 ) a relative position ( 23 . 32 ) of the respective mobile transmission unit ( 11 ) is determined with respect to the terminal and in dependence on the respectively determined relative position ( 23 . 32 ) the own position ( 28 ) of the terminal ( 10 ), characterized in that the respective radio signal ( 22 ) over an uplink channel ( 19 ), via which the at least one transmitting unit ( 11 ) respective transmission data ( 20 ) to the stationary base station ( 14 ) is received, is received and the mobile radio module ( 15 ) in a receive mode ( 21 ) for the uplink channel ( 19 ) is operated.

Method according to claim 1, wherein as respective relative position ( 23 . 32 ) a distance ( 23 . 32 ) on the basis of a signal propagation time of the respective radio signal ( 22 ) and / or one direction ( 32 ) on the basis of a directivity of a transmitting antenna of the transmitting unit ( 11 ) and / or a receiving antenna of the radio module and / or on the basis of an incident direction of the radio signal ( 22 ) is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the respective radio signal ( 22 ) independent of a stationary base station ( 14 ) with which to communicate the mobile radio module ( 15 ) is received.

Method according to one of the preceding claims, wherein, on the basis of a in the respective transmission data ( 20 ) contained the eigenposition ( 28 ) is determined as absolute geoposition and / or on the basis of a in the respective transmission data ( 20 ) distance indication of a distance ( 23 . 32 ) between each two of the transmitting units ( 11 ) one of the transmitting units ( 11 ) localized by means of a trilateration and from this an absolute position indication of the localized transmitting unit ( 11 ) is produced.

Method according to one of the preceding claims, wherein a respective radio signal ( 22 ) is received from several transmitting units and the eigenposition ( 28 ) is determined on the basis of a trilateration and / or a cross-bearing and / or a triangulation.

Method according to one of the preceding claims, wherein a provisional own position ( 30 ) by means of a receiver ( 29 ) for a position signal ( 26 ) of a GNSS ( 12 ) is determined in the mobile terminal and the preliminary own position ( 30 ) is adjusted on the basis of the at least one relative position.

Method according to one of the preceding claims, wherein the eigenposition ( 28 ) to a driver assistance device of a motor vehicle ( 10 ) is output.

Control device ( 27 ) for operating a mobile terminal, wherein the control device ( 27 ) has a computing device which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Motor vehicle ( 10 ) with a mobile radio module ( 15 ) for receiving radio signals ( 22 ) external mobile transmitting units ( 11 ) and with a control device ( 27 ) according to claim 8.