VEHICLE POSITIONS LOCATING ARRANGEMENT

Abstract: 1. A device for determining the position of a vehicle which is moving in a given known region, containing a navigation installation to find the position, a store in which a plurality of coordinates of the route pattern which can be covered in the region are stored, and a comparison and correction device in which the positions determined from initial coordinates, stretch of road covered and changes in direction are compared with the stored coordinates of the route pattern and the probable coordinates are determined by correction, characterised in that a temporary store is provided which stores a plurality of coordinates of the particular stretch of road of given length last travelled over, and that the comparison and correction device is designed in such a manner that the plurality of coordinates of this temporarily stored stretch of road are compared with the coordinates of portions of the stored route pattern, and that the correction value from the position determined is obtained from ascertaining the at least far-reaching coincidence between the course of a temporarily stored stretch of road and a stored portion of route.

Description: Einrichtung zur Ermittlung des Standorts eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Standorts eines Fahrzeugs, das sich in einem vorgegebenen bekannten Bereich bewegt, enthaltend einen Weggeber, der die vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecken misst, einem Fahrtrichtungs-Anderungsdetektor, der die Änderungen der Fahrtrichtung anzeigt, einem Navigationsrechner zur Ermittlung des Standorts aus diesen Daten, einem Speicher, in dem eine Vielzahl von Koordinaten des befahrbaren Streckennetzes in dem Bereich abgespeichert sind und einer Vergleichs- und Korrektureinrichtung, in der die aus Anfangskoordinaten, zurückgelegter Wegstrecke und Fahrtrichtungsänderungen ermittelten Standorte mit den gespeicherten Koordinaten des Streckennetzes verglichen und durch Korrektur die wahrscheinlichen Koordinaten ermittelt werden. Derartige Einrichtungen sind z.B. aus der DE-OS 23 41 162 und der DE-AS 24 46 264 bekannt. Dprt wird der augenblicklich angezeigte Standort mit den gespeicherten Koordinaten verglichen und es wird die nächstliegende gespeicherte Koordinate als richtig angenommen und auf ihre Werte korrigiert. Bei diesen Einrichtungen ist es notwendig, den Strassenplan des Bereichs mit allen Nebenstrassen und -wegen und zumindest allen markanten Stellen abzuspeichern, um eine Standort stützung zu ermöglichen. Auch ist es hier bei Kreuzungen mit mit geringem Richtungsunterschied abgehenden Strassen möglich, dass der Rechner sich irrt und auf einen falschen Standort korrigiert. Nach einem solchen "Irrtum' ist dann ohne Eingriff von aussen eine echte Korrektur nicht mehr möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zu schaffen, mit der einmal der Speicherbedarf reduziert werden kann, bei der andererseits aber auch immer wieder eine Korrektur durch den Rechner möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass vorzugsweise im Fahrzeug ein Zwischenspeicher zur Speicherung einer Vielzahl von Koordinaten der jeweils zuletzt durchfahrenen Wegstrecke vorgegebener Länge vorgesehen ist und dass die Vergleichs- und Korrektureinrichtung derart ausgelegt ist, dass die Vielzahl der Koordinaten dieser zwischengespeicherten Wegstrecke mit den Koordinaten von Abschnitten des abgespeicherten Streckennetz es verglichen werden, und dass aus der Feststellung der wenigstens weitgehenden Übereinstimmung des Verlaufs zwischen einer zwischengespeicherten Wegstrecke und einem abgespeicherten Streckenabschnitt der Korrekturwert für den ermittelten Standort gewonnen wird. Bei der erfindungsgemässen Lösung wird somit ein Kometenschweif aus Standortdaten gebildet, die den jeweils zuletzt zurückgelegten Weg des Fahrzeugs kennzeichnet. Dieser Kometenschweif sollte eine Wegstrecke SO von 1 bis 3 km umfassen. Um einzelne, offensichtlich falsche Standorte auszuschliessen, werden Standortdaten nur dann in den Kometenschweif einbezogen, wenn sie in einem vorgegebenen Abstand zu einer abgespeicherten Linie (oder Punkt) liegen. In der Vergleichseinrichtung wird diese Wegstrecke mit den abgespeicherten Wegstrecken verglichen, wobei von einem aufgrund der vorher ermittelten Standorte wahrscheinlichen Standortraum (Kreis, drat) ausgegangen wird; dJh., der charakteristische Verlauf der Wegstrecke, auch mit eventuell falschen Standortdaten, wird in das abgespeicherte Strassennetz durch Vergleich eingepasst. Der wahrscheinliche Standortraum kann z.B. durch ein Quadrat von einigen hundert Metern Seitenlänge um den angezeigten Standort oder einen entsprechenden Kreis gebildet werden. In ihm kann der Kometenschweifendpunkt, d.h., der letztermittelte Standort, nur liegen. Hierbei wird der Kometenschweif sowohl verschoben, als auch verdreht, um entweder einen vorhandenen Entfernungsfehler und/oder einen Richtungsfehler zu berücksichtigen. Dies kann z.B. durch spiralförmige zick-zack-förmige, auch mäanderförmige oder durch sonstige rechnerische Verlagerung des Kometenschweifes und Vergleich des verlagerten Kometenschweifs mit dem abgespeicherten Wegenetz geschehen. Passt der Kometenschweif in einen abgespeicherten Strassenverlauf wenigstens näherungsweise, so ist der korrekte Standort gefunden und die Korrektur des Standorts im Fahrzeug kann durchgeführt werden. Wird die zurückgelegte Wegstrecke bei Fahrt auf einem nicht abgespeicherten Weg grösser als die Länge des Kometenschweifs, so wird gün stigerweise der wahrscheinliche Standortraum, in dem abgespeicherte Wege mit dem Kometenschweif verglichen werden, vergrössert. Diese erfindungsgemässe Lösung bringt den Vorteil mit sich, dass nicht alle kleinen Nebenwege bei der Abspeicherung des Streckennetzes mit abgespeichert werden müssen. Es genügt, die wesentlichen Verkehrswege abzuspeichern, wenn für die Nebenwege gilt, dass sie nicht zu lange (z.B. nicht länger als 3 km) sind und dass nach Wiedereinbiegen in einen abgespeicherten Verkehrsweg oder auf weitere, abgespeicherte Verkehrswege auf diesem oder diesen wenigstens eine vorgegebene Strecke gefahren werden muss, so dass ein Einpassen des Kometenschweifs möglich ist, bevor man wieder auf einen nicht abgespeicherten Weg gelangt. Selbst, wenn beim Fahren auf den nicht abgespeicherten Strecken ein wesentlicher Fehler in die Standortanzeige einfloss, kann hier die richtige Korrektur immer wieder erfolgen. Auch die Hauptwege können bei dieser Methode grober, d.h., mit weniger Punkten abgespeichert werden. Man kann bei der erfindungsgemässen Einrichtung wie bei den bekannten Anordnungen den Speicher für das abgespeicherte Streckennetz und die Vergleichs- und Korrektureinrichtung in einer Zentrale vorsehen, wobei eine Funkverbindung zur Übertragung des Kometenschweifs vom Fahrzeug zu der Zentrale von Zeit zu Zeit und danach des korrigierten Standorts von der Zentrale zum Fahrzeug vorhanden sein muss. Dabei kann das Datentelegramm des Kometenschweifs aus den Koordinaten eines Punktes des Kometenschweifs bestehen, während die anderen Punkte des Kometenschweifs hierauf bezogene, inkrementale Datenangatoen sein können. Dies ist zur Verkürzung des batentelegramms sinnvoll. Zur Kanaleinsparung kann auch Multiplexübertragung zur Anwendung kommen. Bei der erfindungsgemässen Methode ist es wegen des insgesamt verringerten Speicherbedarfs auch möglich, den Speicher mit den Streckennetzdaten für verhältnismässig grosse Flächen auf einfache und raumsparende Weise und die Vergleichs- und Korrektureinrichtung im Fahrzeug mitzuführen. Der Zwischenspeicher für den Kometenschweif ist in sinnvoller Weise immer im Fahrzeug vorgesehen. Er kann ein entsprechend bemessenes Schieberegister sein, in das die neuen Standortdaten einlaufen, während die scnon am längsten gespeicherten Daten ausgespeichert werden. Auch bei der erfindungsgemässen Methode ist es möglich, mit Hilfe der Korrekturvferte für den Standort Korrekturwerte für den wegmesser und/oder für den FShrtrichtungs- detektor zu errechnen. Man kann damit durch Berücksichti- gung, z.B. der Kreiseldrift bei Verwendung eines Kreisels als Fahrtrichtungsdetektor, dessen Anzeige oder bei dem Wegemesser dessen fehlerhaftes Messen korrigieren und damit die direkt gewonnene Standort anzeige verbessern. In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemässe Einrichtung im Prinzip als Blockschaltbild dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Skizze zur Erklärung der Funktion. Die eigentliche, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Fahrzeug untergebrachte Navigationseinrichtung besteht aus dem Fahrtrichtungsdetektor 1, z.B. einem Kurskreisel oder eine auf das Erdmagnetfeld ansprechende Magnetsonde, dem Weggeber 2, der den zurückgelegten Weg misst und dem Navigationsrechner 3, der aus dem vorher ermittelten Standort und diesen Daten laufend den neuen Standort ermittelt und diesen in dem mit dem Rechner integrierten Kartengerät 4 zur Anzeige bringt. An den Navigationsrechner 3 ist ein Zwischenspeicher 5 in Form eines Schieberegisters angeschaltet, dem die Standortwerte des Navigationsrechners 3 laufend zugeführt werden. Das Schieberegister ist so ausgelegt, dass es die ermittelten Standorte innerhalb einer vorgegebenen Weglänge, z.B. 3 km, zu speichern vermag. Die Übernahme der neuen Standortdaten geschieht so, dass, sobald ein neuer Standort ermittelt wurde, über die Leitung 6 die bereits gespeicherten Werte um einen Schritt im Register weitergeschoben werden und damit weiter an den Schwanz des Kometenschweifs rücken, wobei die letzten Daten ausgespeichert werden. Der freie erste Platz steht für die neuesten Standortdaten zur Verfügung. Im Speicher d ist das egenetz des in Frage kommenden Be reichs durch Standortkoordinaten nach den oben angegebenen Gesichtspunkten (relativ grob, bestimmte Nebenwege nicht) abgespeichert. Die Vergleichs- und Korrektureinrichtung ist mit 7 bezeichnet. Von Zeit zu Zeit vergleicht nun die Einrichtung 7 die Datenfolge des Registers 5 mit Datenfolgen aus dem Speicher 8, wobei der Kometenschweif hinsichtlich seines Anfangspunkts und damit insgesamt in einem bestimmten Masse (Quadrat des wahrscheinlichen Standorts) verschoben, aber auch verdreht wird. Dabei wird eine Datenfolge des Speichers 8 gefunden, deren Verlauf dem Verlauf der Datenfolge des Speichers 5 in etwa entspricht. Der Anfangspunkt dieser Datenfolge ist dann der Standort, der dem Navigationsrechner 3 über Leitung 9 zur Korrektur mitgeteilt wird. Die Daten in dem Register 5 brauchen nicht korrigiert werden, da sich nach ca. 3 km ein neuer Kometenschweif aufgebaut hat, und vorher eine Stützung nicht vorgenommen werden muss. Fig. 2 zeigt einen Lageplan zur Erläuterung der Funktion der Erfindung. Das Fahrzeug fährt vom Ort A über einen Teil der Strasse 11, deren Verlauf im Speicher d abgespeichert ist, über die Nebenstrasse 12, deren Verlauf nicht abgespeichert-ist und über einen Teil der Strasse 13, deren Verlauf wieder abgespeichert ist, zum Ort B. Wegen einer Ungenauigkeit des Kurskreisels 1 wird auf dem Anzeigegerät 4 jedoch eine Fahrstrecke 11a zur Anzeige gebracht. Am Punkt C vergleicht die Einrichtung 7 den im Zwischenspeicher 5 abgespeicherten Kometenschweif 11a mit im Speicher 8 abgespeicherten Streckenabschnitten und erkennt, dass eine Verdrehung des krcmetenschweifs 11a vorliegt. Im Punkt C wird der augenblickliche Standort und damit die Anzeige von Punkt C' auf Punkt C korrigiert. 3ei Befahren der Strasse 12 ergibt sich keine XIöglic±seit der Korrektur. Nach dem Einbiegen in die Strasse 13 ist ein Fehler der Standortanzeige aufgelaufen, die hier vom Weggeber her ruhrt. Der angezeigte Standortverlauf erfolgt somit entlang der scheinbaren Fahrstrecke 13a. Bei Erreichen des Punkts D ist der eingespeicherte Kometenschweif 13a ausreichend lang, um mit Fahrtstrecken der Umgebung verglichen werden zu können. Die Einrichtung 7 erkennt, dass der angezeigte Standort D' in den Punkt D korrigiert werden muss.

Claims: Patentansprüche 1. Einrichtung zur Ermittlung des Standorts eines Fahr zeugs, das sich in einem vorgegebenen bekannten Be reich bewegt, enthaltend eine Navigationsanlage zur Bestimmung des Standorts, einem Speicher, in dem eine Vielzahl von Koordinaten des befahrbaren Strecken netz es in dem Bereich abgespeichert sind und einer Vergleichs- und Korrektureinrichtung, in der die aus Anfangskoordinaten, zurückgelegter Wegstrecke und Fahrtrichtungsänderungen ermittelten Standorte mit den gespeicherten Koordinaten des Streckennetzes ver glichen und durch Korrektur die wahrscheinlichen Koor dinaten ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenspeicher zur Speicherung einer Vielzahl von Koordinaten der jeweils zuletzt durchfahrenen Weg strecke vorgegebener Länge vorgesehen ist und dass die Vergleichs- und Korrektureinrichtung derart ausgelegt ist, dass die Vielzahl der Koordinaten dieser zwischen gespeicherten Wegstrecke mit den Koordinaten von Ab schnitten des abgespeicherten Streckennetz es vergli chen werden, und dass aus der Feststellung der wenig stens weitgehenden Übereinstimmung des Verlaufs zwi schen einer zwischengespeicherten Wegstrecke und einem abgespeicherten Streckenabschnitt der Korrekturwert für den ermittelten Standort gewonnen wird. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher für die Koordinaten des Strecken netzes und die Vergleichs- und Korrektureinrichtung im Fahrzeug untergebracht sind. 3. Einrichtung nach Ansprucr. 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher für die Koordinaten des otrecken- netzes sowie die Vergleichs einrichtung und die Korrek tlreinrichtunffl in einer Zentrale geordnet sind und dass eine Funkverbindung zur Übertragung des Daten telegramms mit den Koordinaten der jeweils zuletzt durchfahrenen Wegstrecke vom Fahrzeug zur Zentrale und des daraus errechneten Standorts von der Zentrale zum Fahrzeug zwecks Korrektur der Fahrzeugstandort anzeige vorgesehen ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentelegramm aus den Koordinaten eines Weg punkts und aus auf diese Koordinaten bezogene, inkre mentale Datenangaben besteht. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Übertragung des Datentelegraimins im Multiplex-Betrieb vorgenommen wird. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass die Vergleichs- und Korrek tureinrichtung Rechenmittel aufweist, um aus der Po sitionskorrektur Korrekturgrössen für den Wegmesser und/oder Fahrtrichtungsänderungsdetektor zu errechnen.

Inventors: MULLER, PAUL, DR. RER.NAT., Müller, Paul, Dr. rer.nat.
Applicants: TELDIX GMBH
Application year: 1983
Main classification: G01C21
IPC codes: G01C21