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WO2019096670A1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer position für ein hochautomatisiertes fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer position für ein hochautomatisiertes fahrzeug Download PDF

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WO2019096670A1
WO2019096670A1 PCT/EP2018/080642 EP2018080642W WO2019096670A1 WO 2019096670 A1 WO2019096670 A1 WO 2019096670A1 EP 2018080642 W EP2018080642 W EP 2018080642W WO 2019096670 A1 WO2019096670 A1 WO 2019096670A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
data signal
determining
signal
satellite
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/080642
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marlon Ramon EWERT
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to CN201880073940.XA priority Critical patent/CN111356936B/zh
Priority to US16/763,122 priority patent/US11340357B2/en
Priority to JP2020527074A priority patent/JP2021503087A/ja
Publication of WO2019096670A1 publication Critical patent/WO2019096670A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/46—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being of a radio-wave signal type
    • 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
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0072—Transmission between mobile stations, e.g. anti-collision systems

Definitions

  • the invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.
  • the subject of the present invention is also a computer program.
  • the position accuracy of a highly automated vehicle depends, among other things, on the number of available satellites. At least four satellites are typically required to determine the position of a highly automated vehicle along with time information in space. In practice, there may be occurrences that one or more satellites from a particular compass point, for example, during a trip of the
  • Vehicle also a device that uses this method, and finally a corresponding computer program according to the
  • highly automated vehicle can determine a high-precision position of the vehicle even with a hidden satellite, as a
  • a method for determining a position for a highly automated vehicle comprising the following steps:
  • the position data signal represents a position of an antenna device of a foreign vehicle and / or a skyscraper
  • a (for example, highly automated) vehicle may be a vehicle that can drive without a driver.
  • the vehicle drives autonomously, for example, the road, others
  • a vehicle receiving device may be a device within a device of the example highly automated vehicle to receive signal data.
  • An antenna device can be a technical device for transmitting and receiving signal data, for example satellite data.
  • a foreign vehicle may be a vehicle, in particular a truck, which is located on a roadway in the immediate vicinity (for example in the range of 1 to 2 meters) of the (highly automated) vehicle.
  • a high-rise may be a multi-storey, vertically oriented building that has a certain height.
  • a control device may be a device of the vehicle for influencing the direction of travel of the highly automated vehicle.
  • the vehicle in the step of determining, may determine its position by means of a measured distance and / or by means of a measured transit time of a signal of a communication connection between the vehicle and the antenna device of the foreign vehicle and / or the skyscraper.
  • a measured distance and / or by means of a measured transit time of a signal of a communication connection between the vehicle and the antenna device of the foreign vehicle and / or the skyscraper Such an embodiment of the approach presented here offers a possibility for a technically very simple to implement the determination of the position of the vehicle.
  • satellite data representing a position of the vehicle may be read in, and in the step of determining, the position of the vehicle represented by the satellite data is corrected using the position data signal.
  • Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that a coarse position of the vehicle is already known through the use of the satellite data, which can then be specified by the use of the information of the position data signal. In this way, a fast and robust detection of the position of the vehicle can be done.
  • a time information representing a time at which the position was detected may be read in, wherein in the step of
  • Determining the position of the vehicle is determined using the time information.
  • Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage, for example, of recognizing obsolete position data signals can be dangerous to the driving behavior position jumps in the
  • Determination of the position of the vehicle to avoid or be able to identify This can be done, for example, by comparing the time information in determining the position of the vehicle with a reference time, in particular representing the current time.
  • the step of determining the position of the vehicle may be determined using a triangulation method, in particular wherein the triangulation method using a transmission of the antenna position to the vehicle and / or a
  • Runtime information of a transmission path between the antenna device and the vehicle are executed.
  • Such an embodiment from the approach presented here offers the advantage of using already proven and technically fast and easy to implement algorithms for determining the position of the vehicle.
  • a position of the vehicle in the step of determining, may be determined that deviates by no more than a threshold value of a preceding specific position of the vehicle. This can be a falsification of the position of the vehicle by any
  • the vehicle in the reading-in step, may include the at least one position data signal from the antenna device of a truck and / or skyscraper, in particular wherein at least one satellite is obscured to determine the position of the vehicle when the truck and / or skyscraper exceeds a predetermined altitude and / or when the at least one position data signal is read.
  • the position of the vehicle can then be determined when an output data base becomes inaccurate, for example due to the obscuration of a satellite.
  • the method presented here can not be used in a case in which the satellite required for the position determination can be recognized or whose signal can be utilized.
  • Vehicle position of the highly automated vehicle can be determined. An overtaking maneuver of the highly automated vehicle can be done guided, the highly automated vehicle its distance to a
  • Another vehicle controls so that there is no collision and wherein the other vehicle is able to determine a high-precision position, which is transmitted by means of a position data signal together with time information to the highly automated vehicle. This can increase road safety by minimizing positional skips of the highly automated vehicle on suddenly hidden satellites.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
  • the approach presented here also provides a device which is designed to implement the steps of a variant of a method presented here
  • the device may comprise at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the sensor Actuator and / or at least one
  • the arithmetic unit can For example, be a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface may be configured to read in or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can input or output line-based data may, for example, electrically or optically send this data from a corresponding data transmission line or output to a corresponding data transmission line.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • 1 is a schematic view of a highly automated vehicle with a device according to an embodiment
  • 2 is a schematic view of a system structure of a method for determining a position for a highly automated vehicle according to an embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view of a system structure of a method for determining a position for a highly automated vehicle according to an embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart of an embodiment of a method for determining a position for a highly automated vehicle according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a highly automated vehicle 100 with device 105 according to one exemplary embodiment.
  • the device 105 is designed around the method for determining a position for the
  • vehicle 100 execute (and, for example, highly automated) vehicle 100 and / or drive.
  • the vehicle comprises, in addition to the device 105, a control device 107 for influencing the direction of travel of the highly automated vehicle 100.
  • the device 105 itself comprises a vehicle receiving device 109, a vehicle sensor device 111 and a provision device 113.
  • the vehicle sensor device 111 is according to
  • Embodiment to a vehicle motion and position sensor.
  • Vehicle sensor device 111 can be used for highly automated driving and calculates a highly accurate vehicle position using navigation satellite data, such as GPS, GLONASS, Beidou, and / or Galileo.
  • navigation satellite data such as GPS, GLONASS, Beidou, and / or Galileo.
  • wheel speeds and steering angles of other vehicle sensors as well as data from acceleration and yaw rate sensors in the
  • Vehicle sensor submission 111 also used to calculate the position of the vehicle 100 in more detail.
  • the vehicle receiving device 109 is designed to read in at least one position data signal 115.
  • the position data signal 115 in this case represents a position of an antenna device of a foreign vehicle and / or a skyscraper. For each position data signal 115 is further
  • a time information 117 is read in, which represents a time at which the position of the foreign vehicle and / or the skyscraper was determined.
  • the vehicle receiving device 109 is further configured to also read in addition to the position data signal 115 with time information 117 a plurality of satellite data 119, the satellite data 119 representing a position of the vehicle 100 or a position of the vehicle 100 can be derived from the satellite data 119.
  • Vehicle sensor device 111 is designed to determine a position of vehicle 100 using position data signal 115 and time information 117. The position of the vehicle 100 represented by the satellite data 119 is thereby corrected by using the position data signal 115 with the time information 117. Further, the vehicle sensor device 111 is configured to determine the position of the vehicle 100 using a triangulation method, the triangulation method using transmission of the antenna position of a foreign vehicle and / or a skyscraper to the vehicle 100 and / or transit time information of a transmission path of a signal between the antenna device and the vehicle 100 takes place.
  • the triangulation method using transmission of the antenna position of a foreign vehicle and / or a skyscraper to the vehicle 100 and / or transit time information of a transmission path of a signal between the antenna device and the vehicle 100 takes place.
  • Provisioning device 113 is finally configured to generate a position signal 121 using the determined position of vehicle 100
  • the position signal 121 is thereby provided to the controller 107 of the vehicle 100 to control the vehicle 100.
  • 2 shows a schematic view of a system setup for using a method for determining a location for a highly automated vehicle 100 according to one embodiment.
  • the structure comprises the highly automated vehicle 100, for example according to the embodiment shown in FIG. 1, a foreign vehicle 202, which according to one embodiment is a truck 202, and at least four satellites 204, 206, 208 and 210.
  • the vehicle 100 itself comprises the device 105 for carrying out the method for determining a position for the vehicle 100, with the vehicle receiving device 109, the
  • Vehicle sensor device 111 and the provision device 113 Further, the vehicle includes the control device 107 and an environment sensor 212 for distance measurement.
  • the truck 202 also comprises a vehicle sensor device 216 in addition to an antenna device 214.
  • the positional accuracy of the vehicle sensor device 111 depends, among other things, on the number of available satellites. According to one
  • Embodiment at least four satellites, 204, 206, 208 and 210, are needed to determine the position of the vehicle 100 along with time information in space.
  • the covert satellites can not be used during this period for locating the
  • Vehicle 100 can be used in space. If, on the other hand, the different directions of the compass are freely visible, the position determination of the
  • the satellite 204 transmits its satellite data 119 to the antenna device 214 of the truck 202. Following this, position information of the truck 202 based on the satellite data 119 in the form of the position data signal 115 is transmitted directly to the vehicle receiving unit 109 of the truck 202 via the antenna device 214 of the truck 202 Vehicle 100 transmitted.
  • the position data signal 115 represents a position of the
  • Antenna device 214 of the truck 202 The transmission of the
  • Position data signal 115 is, according to one embodiment, via a communication link between vehicle 100 and
  • Antenna device 214 of the truck 202 realized. Under one
  • this unit may be a foreign vehicle, for example the LK 202 and / or an infrastructure, such as a skyscraper.
  • the aim of this data exchange is to inform the driver of the highly automated vehicle 100 of critical and dangerous situations at an early stage.
  • vehicle-specific data can be exchanged via this interface between the vehicles 100 and 202 and / or the units.
  • the transmission of the position data signal 115 takes place in real time even before processing of the satellite data 119 takes place within the vehicle sensor device 216 of the truck 202.
  • the duration of the communication link between the vehicle 100 and the antenna device 214 of the truck 202 the duration of the communication link between the vehicle 100 and the antenna device 214 of the truck 202.
  • Position data signal 115 read in together with the time information 117, wherein the time information 117 represents a time at which the position of the truck 202 has been determined.
  • the position data signal 115 is forwarded to the vehicle sensor device 111 and evaluated within the vehicle sensor device 111, wherein the the satellite data 119 is corrected position of the vehicle 100 using the position data signal 115 is corrected.
  • a time offset of the satellite data 119 during the transmission from the truck 202 to the vehicle 100 is taken into account by comparing the time information 117 of at least two read position data signals 115 in the evaluation of the vehicle sensor device 111.
  • a position of the vehicle 100 is determined which deviates by not more than a threshold value of a previous specific position of the vehicle 100. In this way, the position of the vehicle 100 during the overtaking maneuver can be corrected so far and finally determined so that there are no local jumps of the vehicle 100 in a certain direction.
  • the providing device 113 sets a position signal 121
  • Control device 107 of the vehicle 100 ready to safely control the vehicle 100.
  • truck 202 does not transmit the satellite data 119 via the communication link between the vehicle 100 and the vehicle
  • Antenna device 214 of the truck 202 passes, but via a small GPS transmitter (not shown), so that the highly automated vehicle 100, the satellite data 119 directly in a GPS receiver (not shown) can receive.
  • the satellite data 119 would, however, be specially marked here, for example as correction data in order to distinguish it from the read-in GPS data of the unobscured satellites 206, 208 and 210.
  • the truck 202 determines its position using a position determination signal 218, the
  • Positioning signal 218 read from the vehicle sensor device 216 of the truck 202, processed there and finally to the
  • Antenna device 214 of the truck 202 is provided.
  • the vehicle sensor device 216 of the truck 202 is also a vehicle motion and position sensor.
  • the truck 202 transmits its position in the form of the position data signal 115 to the highly automated vehicle 100, using this process the communication link between the highly automated vehicle 100 and the antenna device 214 of the truck 202 takes place.
  • the environment sensor 212 installed in the vehicle 100 and / or over a transit time of the communication link between the highly automated vehicle 100 and the antenna device 214 of the truck 202
  • the vehicle 100 determines its lateral distance 220 to the truck 202. This lateral distance 220 now becomes within the vehicle sensor device 111 of the vehicle 100 during the overtaking maneuver adds to the received truck position information.
  • the position of the vehicle 100 that has already been calculated in the vehicle sensor device 111 but is incorrect can be corrected. This process takes place until the overtaking maneuver is completed and again all four satellites 204, 206, 208 and 210 are present for the vehicle's own position determination.
  • This embodiment of the method for determining a location for the highly automated vehicle 100 may also be referred to as a guided overtaking maneuver.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a system setup for using a method for determining a location for a highly automated vehicle 100 according to one embodiment.
  • the structure includes the highly automated vehicle 100, a skyscraper 302 and at least four satellites 204, 206, 208 and 210.
  • the vehicle 100 itself includes the
  • Device 105 for carrying out the method for determining a position for the vehicle 100, with the vehicle receiving device 109, the
  • Vehicle sensor device 111 and provision device 113 Furthermore, the vehicle 100 includes the control device 107 and the surroundings sensor 212.
  • the skyscraper 302 comprises an antenna device 304 for receiving and transmitting the satellite data 119 to the highly automated vehicle 100.
  • the positional accuracy of the vehicle sensor device 111 depends, among other things, on the number of available satellites. According to one
  • Embodiment will be at least four satellites 204, 206, 208 and 210 needed to determine the position of the vehicle 100 along with time information in space.
  • the different directions of the compass are freely visible, the position determination of the vehicle 100 can be made with high precision by the available satellites 204, 206, 208 and 210.
  • an already highly accurate position of the vehicle 100 may jump as soon as at least one satellite, such as the satellite 204, is suddenly obscured by an obstacle, such as the skyscraper 302. It is such
  • the second conceivable scenario relates to a drive of the vehicle 100 in a city area.
  • the skyscraper 302 obscures the view of the vehicle 100 on the satellite 204.
  • the skyscraper 302 has the antenna device 304 for receiving satellite data 119.
  • the position information of the skyscraper 302 based on the satellite data 119 is displayed in the form of the
  • Vehicle receiving device 109 of the vehicle 100 this process using a communication link between the highly automated vehicle 100 and the antenna device 304 of the skyscraper 302 takes place.
  • the position data signal 115 is read in together with the time information 117, wherein the time information 117 represents a time at which the position of the skyscraper 302 was determined.
  • the position data signal 115 is forwarded to the vehicle sensor device 111 and evaluated within the vehicle sensor device 111 of the device 105, wherein the position of the vehicle 100 represented by the satellite data 119 using the position data signal 115 and the Time information 117 is corrected and determined.
  • a determination of the position of the vehicle 100 takes place in this case in particular using a triangulation method.
  • the triangulation method is performed using a transmission of the position of the antenna device 304 of the skyscraper 302 to the vehicle 100 and / or using a transit time information of a transmission path between the antenna device 304 of the
  • a time offset of the satellite data 119 during the transmission from the skyscraper 302 to the vehicle 100 by comparing the time information 117 of at least two read position data signals 115 in the evaluation of
  • Vehicle sensor device 111 taken into account for determining the position of the vehicle 100.
  • a position of the vehicle 100 is determined which deviates by not more than a threshold value of a previous specific position of the vehicle 100. In this way, the position of the vehicle 100 while driving through the urban area can be corrected and finally determined so that there are no local jumps of the vehicle 100 in a certain direction.
  • the providing device 113 then provides the position signal 121 to the control device 107 of the vehicle 100 using the specific position of the vehicle 100 to safely control the vehicle 100.
  • the vehicle 100 can determine its distance 220 from the skyscraper 302. This distance 220 will now be within the
  • Vehicle sensor device 111 of the vehicle 100 during the ride of the vehicle 100 added to the received high-rise position information.
  • the position of the vehicle 100 that has already been calculated in the vehicle sensor device 111 but is incorrect can be corrected. This process takes place until the vehicle 100 has passed the skyscraper 302 and again all four satellites 204, 206, 208 and 210 for their own
  • Embodiment of the method for determining a position for the Highly automated vehicle 100 may also be referred to as a guided passage past a structural facility.
  • 400 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method for determining a position for a highly automated vehicle according to one exemplary embodiment.
  • a step 402 at least one position data signal is read in by means of a vehicle receiving device, wherein the position data signal represents a position of an antenna device of a foreign vehicle and / or a high-rise building. Further, in a step 404, a position of the vehicle is determined using the position data signal. Finally, in step 406, a position signal is provided using the determined position of the vehicle to a controller of the vehicle to control the vehicle.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
  • the data 115 of a satellite X are only read by the antennas 204/304 when the
  • Signal / noise ratio of the directly received satellite data 119 of satellite X falls below a heavy value. Then this satellite is no longer considered in the conventional position calculation, but instead uses the data 115. It is therefore as long as possible with the data 119 is calculated before switching to 115 in order to save time on the device 111.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Navigation (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug (100), wobei das Verfahren einen ersten Schritt des Einlesens umfasst, wobei zumindest ein Positionsdatensignal (115) mittels einer Fahrzeugsempfangseinrichtung (109) eingelesen wird und wobei das Positionsdatensignal (115) eine Position einer Antenneneinrichtung eines Fremdfahrzeugs und/oder eines Hochhauses repräsentiert. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Bestimmens, wobei eine Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung des Positionsdatensignals (115) bestimmt wird. Schließlich wird in einem Schritt des Bereitstellens,ein Positionssignal (121) unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs (100) an eine Steuereinrichtung (107) des Fahrzeugs (100) bereitgestellt, um das Fahrzeug (100) zu steuern.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Ermiteln einer Position für ein
hochautomatisiertes Fahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Die Positionsgenauigkeit eines hochautomatiesierten Fahrzeugs hängt unter anderem von der Anzahl der verfügbaren Satelliten ab. Mindestens vier Satelliten werden üblicherweise benötigt, um die Position eines hochautomatiesierten Fahrzeugs zusammen mit einer Zeitinformation im Raum zu bestimmen. In der Praxis kann es Vorkommen, dass ein oder mehrere Satelliten aus einer bestimmten Himmelsrichtung beispielsweise während einer Fahrt des
hochautomatisierten Fahrzeugs in einem Stadtgebiet durch Hochhäuser bzw. beim Überholen von hohen bzw. großen Fahrzeugen, wie beispielsweise LKWs, für einen bestimmten Zeitraum verdeckt sind. Die Satelliten können in diesem Zeitraum nicht für das Orten des Fahrzeugs im Raum verwendet werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ermitteln einer Position für ein (beispielsweise hochautomatisiertes)
Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den
Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines beispielsweise
hochautomatisierten Fahrzeugs kann auch bei einem verdeckten Satellit eine hochgenaue Position des Fahrzeugs bestimmen, da eine
Kommunikationsverbindung zwischen einem externen Verkehrsteilnehmer und/oder einer externen Infrastruktur, die über eine Antenneneinrichtung verfügt, die Satellitendaten direkt an das Fahrzeug überträgt.
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Position für ein beispielsweise hochautomatisiertes Fahrzeug vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Einlesen zumindest eines Positionsdatensignals mittels einer
Fahrzeugsempfangseinrichtung, wobei das Positionsdatensignal eine Position einer Antenneneinrichtung eines Fremdfahrzeugs und/oder eines Hochhauses repräsentiert;
Bestimmen einer Position des Fahrzeugs unter Verwendung des
Positionsdatensignals; und
Bereitstellen eines Positionssignals unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs, wobei das Positionssignal an eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs bereitgestellt wird, um das Fahrzeug zu steuern.
Bei einem (beispielsweise hochautomatisierten) Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug handeln, dass ohne Fahrer fahren kann. Das Fahrzeug fährt dabei autonom, indem es beispielsweise den Straßenverlauf, andere
Verkehrsteilnehmer oder Hindernisse selbständig erkennt und die
entsprechenden Steuerbefehle im Fahrzeug berechnet sowie diese an die Aktuatoren im Fahrzeug weiterleitet, wodurch der Fahrverlauf des Fahrzeugs korrekt beeinflusst wird. Der Fahrer ist bei einem vollautonomen Fahrzeug nicht am Fahrgeschehen beteiligt. Bei einer Fahrzeugsempfangseinrichtung kann es sich um eine Einrichtung innerhalb einer Vorrichtung des beispielsweise hochautomatisierten Fahrzeugs zum Empfang von Signaldaten handeln. Bei einer Antenneneinrichtung kann es sich um eine technische Einrichtung zum Senden und Empfangen von Signaldaten, beispielsweise Satellitendaten, handeln. Bei einem Fremdfahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug, hier insbesondere einen LKW, handeln, das sich auf einer Fahrbahn in unmittelbarer Nähe (beispielsweise im Bereich von 1 bis 2 Metern) des (hochautomatiesierten) Fahrzeugs befindet. Bei einem Hochhaus kann es sich um ein vielgeschossiges, vertikal orientiertes Gebäude handeln, dass eine bestimmte Höhe aufweist. Bei einer Steuereinrichtung kann es sich um eine Einrichtung des Fahrzeugs zur Beeinflussung der Fahrtrichtung des hochautomatisierten Fahrzeugs handeln.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens das Fahrzeug seine Position mittels eines gemessenen Abstands und/oder mittels einer gemessenen Laufzeit eines Signals einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Antenneneinrichtung des Fremdfahrzeugs und/oder des Hochhauses bestimmen. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet eine Möglichkeit für eine technisch sehr einfach umzusetzende Ermittlung der Position des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Einlesens Satellitendaten eingelesen werden, die eine Position des Fahrzeugs repräsentieren, wobei im Schritt des Bestimmens die durch die Satellitendaten repräsentierte Position des Fahrzeugs unter Verwendung des Positionsdatensignals korrigiert wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass durch die Verwendung der Satellitendaten bereits eine grobe Position des Fahrzeugs bekannt ist, die dann durch die Verwendung der Information des Positionsdatensignals präzisiert werden kann. Auf diese Weise kann eine schnelle und robuste Erkennung der Position des Fahrzeugs erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ferner für jedes Positionsdatensignal eine Zeitinformation eingelesen werden, die eine Zeit repräsentiert, zu der die Position ermittelt wurde, wobei im Schritt des
Bestimmens die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Zeitinformation bestimmt wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil beispielsweise veraltete Positionsdatensignale erkennen zu können, um für das Fahrverhalten gefährliche Positionssprünge bei der
Ermittlung der Position des Fahrzeugs zu vermeiden bzw. identifizieren zu können. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Zeitinformation bei dem Bestimmen der Position des Fahrzeugs mit einer Referenzzeit verglichen wird, insbesondere die die aktuelle Zeit repräsentiert.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens die Position des Fahrzeugs unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens bestimmt werden, insbesondere wobei das Triangulationsverfahren unter Verwendung einer Übertragung der Antennenposition an das Fahrzeug und/oder einer
Laufzeitinformation eines Übertragungswegs zwischen der Antenneneinrichtung und dem Fahrzeug ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsfrom des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil der Verwendung von bereits erprobten und technisch schnell und einfach umzusetzenden Algorithmen zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens eine Position des Fahrzeugs bestimmt werden, die um nicht mehr als ein Schwellwert einer vorangegangenen bestimmten Position des Fahrzeugs abweicht. Hierdurch kann eine Verfälschung der Position des Fahrzeugs durch einen etwaigen
Positionssprung verhindert oder zumindest erkannt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens das Fahrzeug das zumindest eine Positionsdatensignal von der Antenneneinrichtung eines LKWs und/oder eines Hochhauses einiesen, insbesondere wobei zumindest ein Satellit zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs verdeckt ist, wenn der LKW und/oder das Hochhaus eine vorbestimmte Höhe übertrifft und/oder wenn das zumindest eine Positionsdatensignal eingelesen wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass die Position des Fahrzeugs dann ermittelt werden kann, wenn eine Ausgangsdatenbasis beispielsweise durch die Verdeckung eines Satelliten ungenau wird. Beispielsweise kann das hier vorgestellte Verfahren in einem Fall nicht angewendet werden, in dem für die Positionsbestimmung erforderlichen Satelliten erkennbar bzw. deren Signal verwertbar ist. Auf diese Weise kann lediglich in denjenigen Fällen auf das Positionsdatensignal zurückgegriffen werden, in denen eine genauere Positionsbestimmung des Fahrzeugs nicht durch die alleinige Auswertung der Daten eines Satellitenortungssystems mit einer ausreichenden Genauigkeit möglich ist. Dies erhöht die Robustheit des Positionserkennungsverfahrens bei Einsatz des hier vorgestellten Ansatzes, wodurch wiederum die Zuverlässigkeit der Fahrfunktion des Fahrzeugs erhöht wird.
Vorteilhafterweise kann auch bei einem verdeckten Satelliten eine
Fahrzeugposition des hochautomatisierten Fahrzeugs bestimmt werden. Ein Überholmanöver des hochautomatisierten Fahrzeugs kann geführt erfolgen, wobei das hochautomatisierte Fahrzeug seinen Abstand zu einem
Fremdfahrzeug so regelt, dass es zu keiner Kollision kommt und wobei das Fremdfahrzeug in der Lage ist, eine hochgenaue Position zu bestimmen, welche mittels eines Positionsdatensignals zusammen mit einer Zeitinformation an das hochautomatisierte Fahrzeug übertragen wird. Hierdurch kann die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden, da Positionssprünge des hochautomatisierten Fahrzeugs bei plötzlich verdeckten Satelliten minimiert werden.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in
entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine
Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines hochautomatisierten Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Systemaufbaus eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Systemaufbaus eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines hochautomatisierten Fahrzeugs 100 mit Vorrichtung 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 105 ist ausgebildet um das Verfahren zum Ermitteln einer Position für das
(beispielsweise hochautomatisierte) Fahrzeug 100 auszuführen und/oder anzusteuern.
Das Fahrzeug umfasst neben der Vorrichtung 105 eine Steuereinrichtung 107 zur Beeinflussung der Fahrtrichtung des hochautomatisierten Fahrzeugs 100. Die Vorrichtung 105 selbst umfasst eine Fahrzeugempfangseinrichtung 109, eine Fahrzeugsensoreinrichtung 111 sowie eine Bereitstellungseinrichtung 113. Bei der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 handelt es sich gemäß einem
Ausführungsbeispiel um einen Vehicle-Motion-and-Position-Sensor. Die
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 kann für das hochautomatisierte Fahren eingesetzt werden und berechnet eine hochgenaue Fahrzeugposition mit Hilfe von Navigationssatellitendaten, beispielsweise GPS, GLONASS, Beidou, und/oder Galileo. Darüber hinaus werden Korrekturdaten von so genannten Korrekturdiensten in der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 mitverwendet, um die Position des Fahrzeugs 100 noch genauer zu berechnen. Darüber hinaus werden Raddrehzahlen sowie Lenkwinkel von weiteren Fahrzeugsensoren sowie Daten von Beschleunigungs- und Drehratensensoren in der
Fahrzeugsensoreinreichung 111 mitverwendet, um die Position des Fahrzeugs 100 noch genauer zu berechnen.
Die Fahrzeugempfangseinrichtung 109 ist ausgebildet, um zumindest ein Positionsdatensignal 115 einzulesen. Das Positionsdatensignal 115 repräsentiert hierbei eine Position einer Antenneneinrichtung eines Fremdfahrzeugs und/oder eines Hochhauses. Für jedes Positionsdatensignal 115 wird ferner
beispielsweise eine Zeitinformation 117 eingelesen, die eine Zeit repräsentiert, zu der die Position des Fremdfahrzeugs und/oder des Hochhauses ermittelt wurde. Die Fahrzeugsempfangseinrichtung 109 ist ferner ausgebildet, um neben dem Positionsdatensignal 115 mit Zeitinformation 117 ebenfalls eine Mehrzahl von Satellitendaten 119 einzulesen, wobei die Satellitendaten 119 eine Position des Fahrzeugs 100 repräsentieren oder aus den Satellitendaten 119 eine Position des Fahrzeugs 100 abgeleitet werden kann. Die
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 ist ausgebildet, um eine Position des Fahrzeugs 100 unter Verwendung des Positionsdatensignals 115 sowie der Zeitinformation 117 zu bestimmen. Die durch die Satellitendaten 119 repräsentierte Position des Fahrzeugs 100 wird hierbei unter Verwendung des Positionsdatensignals 115 mit der Zeitinformation 117 korrigiert. Ferner ist die Fahrzeugsensoreinrichtung 111 ausgebildet, um die Position des Fahrzeugs 100 unter Verwendung eines Triangulationsverfahren zu bestimmen, wobei das Triangulationsverfahren unter Verwendung einer Übertragung der Antennenposition eines Fremdfahrzeugs und/oder eines Hochhauses an das Fahrzeug 100 und/oder mittels einer Laufzeitinformation eines Übertragungsweges eines Signals zwischen der Antenneneinrichtung und dem Fahrzeug 100 erfolgt. Die
Bereitstellungseinrichtung 113 ist schließlich ausgebildet, um ein Positionssignal 121 unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs 100
bereitzustellen. Das Positionssignal 121 wird hierbei an die Steuereinrichtung 107 des Fahrzeugs 100 bereitgestellt, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Systemaufbaus zur Verwendung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Aufbau umfasst das hochautomatisierte Fahrzeug 100 beispielsweise gemäß dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ein Fremdfahrzeug 202, wobei es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um einen LKW 202 handelt, und zumindest vier Satelliten 204, 206, 208 und 210. Das Fahrzeug 100 selbst umfasst die Vorrichtung 105 zum Ausführen des Verfahrens zum Ermitteln einer Position für das Fahrzeug 100, mit der Fahrzeugsempfangseinrichtung 109, der
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 und der Bereitstellungseinrichtung 113. Ferner umfasst das Fahrzeug die Steuereinrichtung 107 sowie einen Umfeldsensor 212 zur Abstandsmessung. Der LKW 202 umfasst neben einer Antenneneinrichtung 214 ebenfalls eine Fahrzeugsensoreinrichtung 216.
Die Positionsgenauigkeit der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 hängt unter anderem von der Anzahl der verfügbaren Satelliten ab. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel werden zumindest vier Satelliten, 204, 206, 208 und 210, benötigt, um die Position des Fahrzeugs 100 zusammen mit einer Zeitinformation im Raum zu bestimmen. In der Praxis kann es Vorkommen, dass ein oder mehrere Satelliten einer bestimmten Himmelsrichtung, beispielsweise während eines Überholmanöver des Fahrzeugs 100 von einem hohen Fahrzeug, beispielsweise einem LKW 202, für eine bestimmte Zeit verdeckt sind. Die verdeckten Satelliten können in diesem Zeitraum nicht für das Orten des
Fahrzeugs 100 im Raum verwendet werden. Sind hingegen die verschiedenen Himmelsrichtungen frei sichtbar, so kann die Positionsbestimmung des
Fahrzeugs 100 durch die verfügbaren Satelliten 204, 206, 208 und 210 hochgenau erfolgen. Eine bereits hochgenau bestimmte Position des Fahrzeugs 100 kann jedoch springen, sobald mindestens ein Satellit, beispielsweise der Satellit 204, plötzlich durch ein Hindernis, beispielsweise den LKW 202, verdeckt wird. Hierbei gilt es eine derartige Positionsverfälschung des Fahrzeugs 100 zu verhindern und somit die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.
Zunächst wird das erste Szenario betrachtet, indem eine freie Sicht auf den Satelliten 204 kurzzeitig unterbrochen wird. Dies ist beispielsweise bei einem Überholen des LKWs 202 durch das hochautomatisierte Fahrzeug 100 der Fall. In einem solchen Fall wird die Position des Fahrzeugs 100 im Raum kurzzeitig in Fahrtrichtung nach links verschoben, da der Satellit 204 auf der rechten Seite des Fahrzeugs 100 durch den hohen LKW 202 verdeckt wird. Um dies zu verhindern kommen zwei denkbare Ausführungsformen zur Anwendung:
In einer ersten Ausführungsform sendet der Satellit 204 seine Satellitendaten 119 an die Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202. Im Anschluss wird eine auf den Satellitendaten 119 basierende Positionsinformation des LKWs 202 in Form des Positionsdatensignals 115 mittels der Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 direkt an die Fahrzeugempfangseinheit 109 des Fahrzeugs 100 übertragen. Das Positionsdatensignal 115 repräsentiert hierbei eine Position der
Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202. Die Übertragung des
Positionsdatensignals 115 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel über eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 100 und der
Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 realisiert. Unter einer
Kommunikationsverbindung wird hierbei ein drahtloser Austausch von
Informationen und Daten zwischen dem Fahrzeug 100 und einer anderen Einheit, die in der Lage ist Informationen und Daten zu empfangen, verstanden. Bei dieser Einheit kann es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um ein Fremdfahrzeug, beispielsweise den LK 202 und/oder eine Infrastruktur, wie beispielsweise ein Hochhaus, handeln. Ziel dieses Datenaustausches ist es, den Fahrer des hochautomatisierten Fahrzeugs 100 frühzeitig kritische sowie gefährliche Situationen zu melden. Ferner können fahrzeugspezifische Daten über diese Schnittstelle zwischen den Fahrzeugen 100 und 202 und/oder den Einheiten ausgetauscht werden. Die Übertragung des Positionsdatensignals 115 erfolgt in Echtzeit noch bevor eine Verarbeitung der Satellitendaten 119 innerhalb der Fahrzeugsensoreinrichtung 216 des LKWs 202 stattfindet. Um auch die Laufzeit der Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 zu berücksichtigen, wird das
Positionsdatensignal 115 zusammen mit der Zeitinformation 117 eingelesen, wobei die Zeitinformation 117 eine Zeit repräsentiert, zu der die Position des LKWs 202 ermittelt wurde. Nach dem Empfang des Positionsdatensignals 115 durch die Fahrzeugempfangseinrichtung 109 des Fahrzeugs 100, wird das Positionsdatensignal 115 an die Fahrzeugsensoreinrichtung 111 weitergeleitet und innerhalb der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 ausgewertet, wobei die durch die Satellitendaten 119 repräsentierte Position des Fahrzeugs 100 unter Verwendung des Positionsdatensignals 115 korrigiert wird. Ferner wird zudem ein Zeitversatz der Satellitendaten 119 während der Übertragung vom LKW 202 an das Fahrzeug 100 durch einen Vergleich der Zeitinformationen 117 von zumindest zwei eingelesenen Positionsdatensignalen 115 in der Auswertung der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 berücksichtigt. Hierbei wird eine Position des Fahrzeugs 100 bestimmt, die um nicht mehr als ein Schwellwert einer vorangegangenen bestimmten Position des Fahrzeugs 100 abweicht. Auf diese Weise kann die Position des Fahrzeugs 100 während des Überholmanövers soweit korrigiert und schlussendlich bestimmt werden, so dass sich keine lokalen Sprünge des Fahrzeugs 100 in eine bestimmte Richtung ergeben. Schließlich stellt die Bereitstellungseinrichtung 113 ein Positionssignal 121 unter
Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs 100 an die
Steuereinrichtung 107 des Fahrzeugs 100 bereit, um das Fahrzeug 100 sicher zu steuern.
Weiter denkbar ist, dass der LKW 202 die Satellitendaten 119 nicht über die Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 100 und der
Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 weiterleitet, sondern über einen kleinen GPS-Sender (nicht dargestellt), so dass das hochautomatisierte Fahrzeug 100 die Satellitendaten 119 direkt in einem GPS- Empfänger (nicht dargestellt) empfangen kann. Die Satellitendaten 119 würden hierbei jedoch besonders gekennzeichnet werden, beispielsweise als Korrekturdaten, um sie von den eingelesenen GPS-Daten der nicht verdeckten Satelliten 206, 208 und 210 unterscheiden zu können.
In einer zweiten Ausführungsform bestimmt der LKW 202 unter Verwendung eines Positionsbestimmungssignals 218 seine Position, wobei das
Positionsbestimmungssignal 218 von der Fahrzeugsensoreinrichtung 216 des LKWs 202 eingelesen, dort bearbeitet und schließlich an die
Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 bereitgestellt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Fahrzeugsensoreinrichtung 216 des LKWs 202 ebenso um einen Vehicle-Motion-and-Position-Sensor. Anschließend überträgt der LKW 202 seine Position in Form des Positionsdatensignals 115 an das hochautomatisierte Fahrzeug 100, wobei dieser Vorgang unter Verwendung der Kommunikationsverbindung zwischen dem hochautomatisierten Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202 erfolgt. Mittels des im Fahrzeug 100 verbauten Umfeldsensors 212 und/oder über eine Laufzeit der Kommunikationsverbindung zwischen dem hochautomatisierten Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 214 des LKWs 202, bestimmt das Fahrzeug 100 seinen seitlichen Abstand 220 zum LKW 202. Dieser seitliche Abstand 220 wird nun innerhalb der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 des Fahrzeugs 100 während des Überholmanövers auf die empfangene LKW-Positionsinformation addiert. Dadurch kann die in der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 bereits berechnete, aber fehlerhafte Position des Fahrzeugs 100 korrigiert werden. Dieser Vorgang erfolgt so lange, bis das Überholmanöver beendet ist und wieder alle vier Satelliten 204, 206, 208 und 210, für die eigene Positionsbestimmung des Fahrzeugs 100 vorhanden sind. Diese Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln einer Position für das hochautomatisierte Fahrzeugs 100 kann auch als geführtes Überholmanöver bezeichnet werden.
Sinnvollerweise ist eine Kombination aus der ersten und der zweiten
Ausführungsform des Verfahrens denkbar.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Systemaufbaus zur Verwendung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Aufbau umfasst das hochautomatisierte Fahrzeug 100, ein Hochhaus 302 und zumindest vier Satelliten 204, 206, 208 und 210. Das Fahrzeug 100 selbst umfasst die
Vorrichtung 105 zum Ausführen des Verfahrens zum Ermitteln einer Position für das Fahrzeug 100, mit der Fahrzeugsempfangseinrichtung 109, der
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 und Bereitstellungseinrichtung 113. Ferner umfasst das Fahrzeug 100 die Steuereinrichtung 107 sowie den Umfeldsensor 212. Das Hochhaus 302 umfasst eine Antenneneinrichtung 304 zum Empfang sowie zur Übertragung der Satellitendaten 119 an das hochautomatisierte Fahrzeug 100.
Die Positionsgenauigkeit der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 hängt unter anderem von der Anzahl der verfügbaren Satelliten ab. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel werden zumindest vier Satelliten 204, 206, 208 und 210 benötigt, um die Position des Fahrzeugs 100 zusammen mit einer Zeitinformation im Raum zu bestimmen. In der Praxis kann es Vorkommen, dass ein oder mehrere Satelliten einer bestimmten Himmelsrichtung beispielsweise während einer Fahrt des Fahrzeugs 100 in einem Stadtgebiet durch ein oder mehrere Hochhäuser 302 für eine bestimmte Zeit verdeckt sind. Diese Satelliten können in diesem Zeitraum nicht für das Orten des Fahrzeugs 100 im Raum verwendet werden. Sind hingegen die verschiedenen Himmelsrichtungen frei sichtbar, so kann die Positionsbestimmung des Fahrzeugs 100 durch die verfügbaren Satelliten 204, 206, 208 und 210 hochgenau erfolgen. Eine bereits hochgenau bestimmte Position des Fahrzeugs 100 kann jedoch springen, sobald mindestens ein Satellit, beispielsweise der Satellit 204, plötzlich durch ein Hindernis, beispielsweise das Hochhaus 302, verdeckt wird. Es gilt eine derartige
Positionsverfälschung des Fahrzeugs 100 zu verhindern und somit die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.
Das zweite denkbare Szenario betrifft eine Fahrt des Fahrzeugs 100 in einem Stadtgebiet. Hierbei verdeckt das Hochhaus 302 die Sicht des Fahrzeugs 100 auf den Satelliten 204. Das Hochhaus 302 verfügt über die Antenneneinrichtung 304 zum Empfang von Satellitendaten 119. Die auf den Satellitendaten 119 basierende Positionsinformation des Hochhauses 302 wird in Form des
Positionsdatensignals 115 mit der Zeitinformation 117 durch die
Antenneneinrichtung 304 des Hochhauses 302 direkt an die
Fahrzeugempfangseinrichtung 109 des Fahrzeugs 100 übertragen, wobei dieser Vorgang unter Verwendung einer Kommunikationsverbindung zwischen dem hochautomatisierten Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 304 des Hochhauses 302 erfolgt. Um auch die Laufzeit der Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 304 des Hochhauses 302 zu berücksichtigen, wird das Positionsdatensignal 115 zusammen mit der Zeitinformation 117 eingelesen, wobei die Zeitinformation 117 eine Zeit repräsentiert, zu der die Position des Hochhauses 302 ermittelt wurde. Nach dem Empfang des Positionsdatensignals 115 durch die Fahrzeugempfangseinrichtung 109 wird das Positionsdatensignal 115 an die Fahrzeugsensoreinrichtung 111 weitergeleitet und innerhalb der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 der Vorrichtung 105 ausgewertet, wobei die durch die Satellitendaten 119 repräsentierte Position des Fahrzeugs 100 unter Verwendung des Positionsdatensignals 115 und der Zeitinformation 117 korrigiert und bestimmt wird. Eine Bestimmung der Position des Fahrzeugs 100 erfolgt hierbei insbesondere unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens. Das Triangulationsverfahren erfolgt unter Verwendung einer Übertragung der Position der Antenneneinrichtung 304 des Hochhauses 302 an das Fahrzeug 100 und/oder unter Verwendung einer Laufzeitinformation eines Übertragungswegs zwischen der Antenneneinrichtung 304 des
Hochhauses 302 und dem Fahrzeugs 100. Ferner wird ein Zeitversatz der Satellitendaten 119 während der Übertragung vom Hochhaus 302 an das Fahrzeug 100 durch einen Vergleich der Zeitinformationen 117 von zumindest zwei eingelesenen Positionsdatensignalen 115 in der Auswertung der
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs 100 berücksichtigt. Hierbei wird eine Position des Fahrzeugs 100 bestimmt, die um nicht mehr als ein Schwellwert einer vorangegangenen bestimmten Position des Fahrzeugs 100 abweicht. Auf diese Weise kann die Position des Fahrzeugs 100 während der Fahrt durch das Stadtgebiet soweit korrigiert und schlussendlich bestimmt werden, so dass sich keine lokalen Sprünge des Fahrzeugs 100 in eine bestimmte Richtung ergeben. Die Bereitstellungseinrichtung 113 stellt dann das Positionssignal 121 unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs 100 an die Steuereinrichtung 107 des Fahrzeugs 100 bereit, um das Fahrzeug 100 sicher zu steuern.
Weiterhin kann mittels des im Fahrzeug 100 verbauten Umfeldsensors 212 und/oder über eine Laufzeit der Kommunikationsverbindung zwischen dem hochautomatisierten Fahrzeug 100 und der Antenneneinrichtung 304 des Hochhauses 302 das Fahrzeug 100 seinen Abstand 220 zum Hochhaus 302 bestimmen. Dieser Abstand 220 wird nun innerhalb der
Fahrzeugsensoreinrichtung 111 des Fahrzeugs 100 während der Fahrt des Fahrzeugs 100 auf die empfangene Hochhaus-Positionsinformation addiert. Dadurch kann die in der Fahrzeugsensoreinrichtung 111 bereits berechnete, aber fehlerhafte Position des Fahrzeugs 100 korrigiert werden. Dieser Vorgang erfolgt so lange, bis das Fahrzeug 100 an dem Hochhaus 302 vorbeigefahren ist und erneut alle vier Satelliten 204, 206, 208 und 210 für die eigene
Positionsbestimmung des Fahrzeugs 100 vorhanden sind. Dieses
Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Ermitteln einer Position für das hochautomatisierte Fahrzeugs 100 kann auch als geführte Vorbeifahrt an einer Struktureinrichtung bezeichnet werden.
Fig. 400 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Ermitteln einer Position für ein hochautomatisiertes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In einem Schritt 402 wird zumindest ein Positionsdatensignal mittels einer Fahrzeugsempfangseinrichtung eingelesen, wobei das Positionsdatensignal eine Position einer Antenneneinrichtung eines Fremdfahrzeugs und/oder eines Hochhauses repräsentiert. Ferner wird in einem Schritt 404 eine Position des Fahrzeugs unter Verwendung des Positionsdatensignals bestimmt. Schließlich wird in einem Schritt 406 ein Positionssignal unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs an eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs bereitgestellt, um das Fahrzeug zu steuern.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Daten 115 eines Satelliten X erst dann von der Antennen 204/304 eingelesen, wenn das
Signal/Rauschverhältnis der direkt empfangenen Sattelitendaten 119 von Satellit X einen Schwerwert unterschreiten. Dann wird dieser Satellit nicht mehr in der herkömmlichen Positionsberechnung berücksichtigt, sondern stattdessen die Daten 115 mit verwendet. Es wird also so lange wie möglich mit den Daten 119 gerechnet bevor auf 115 umgeschaltet wird, um Laufzeit auf der Vorrichtung 111 zu sparen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (400) zum Ermiteln einer Position für ein Fahrzeug (100), wobei das Verfahren (400) die folgenden Schrite umfasst:
Einlesen (402) zumindest eines Positionsdatensignals (115) mitels einer Fahrzeugsempfangseinrichtung (109), wobei das Positionsdatensignal (115) eine Position einer Antenneneinrichtung (214; 304) eines
Fremdfahrzeugs (202) und/oder eines Hochhauses (302) repräsentiert;
Bestimmen (404) einer Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung des Positionsdatensignals (115); und
Bereitstellen (406) eines Positionssignals (121) unter Verwendung der bestimmten Position des Fahrzeugs (100), wobei das Positionssignal (121) an eine Steuereinrichtung (107) des Fahrzeugs (100) bereitgestellt wird, um das Fahrzeug (100) zu steuern.
2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schrit des Bestimmens (404) das Fahrzeug (100) seine Position mitels eines gemessenen Abstands (220) und/oder mitels einer gemessenen Laufzeit eines Signals einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug (100) und der Antenneneinrichtung (214; 304) des Fremdfahrzeugs (202) und/oder des Hochhauses (302) bestimmt.
3. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schrit des Einlesens (402) Satellitendaten (119) eingelesen werden, die eine Position des Fahrzeugs (100) repräsentieren, wobei im Schrit des Bestimmens (404) die durch die Satellitendaten (119) repräsentierte Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung des Positionsdatensignals (115) korrigiert wird.
4. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Einlesens (402) ferner für jedes Positionsdatensignal (115) eine Zeitinformation (117) eingelesen wird, die eine Zeit repräsentiert, zu der die Position ermittelt wurde, wobei im Schritt des Bestimmens (404) die Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung der Zeitinformation (117) bestimmt wird.
5. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt des Bestimmens (404) die Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens bestimmt wird,
insbesondere wobei das Triangulationsverfahren unter Verwendung einer Übertragung der Antennenposition an das Fahrzeug (100) und/oder einer Laufzeitinformation eines Übertragungswegs eines Signals zwischen der Antenneneinrichtung (304) und dem Fahrzeug (100) ausgeführt wird.
6. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt des Bestimmens (404) eine Position des Fahrzeugs (100) bestimmt wird, die um nicht mehr als ein Schwellwert einer
vorangegangenen bestimmten Position des Fahrzeugs (100) abweicht.
7. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt des Einlesens (402) das Fahrzeug (100) das zumindest eine Positionsdatensignal (115) von der Antenneneinrichtung (214; 304) eines LKWs (202) und/oder eines Hochhauses (302) einliest, insbesondere wobei zumindest ein Satellit (204) zur
Positionsbestimmung des Fahrzeugs (100) verdeckt ist, wenn der LKW (202) und/oder das Hochhaus (302) eine vorbestimmte Höhe übertrifft und/oder wenn das zumindest eine Positionsdatensignal (115) eingelesen wird.
8. Vorrichtung (105), die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in
entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
9. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.
10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
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