DE10031244A1 - Postions-und Lagebestimmungssystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positions- und Lagebestimmungssystem für einen Lastkraftwagen mit Anhänger mit mindestens einem in dem Lastkraftwagen fest installierten Satellitennavigationsempfänger, wobei der Lastkraftwagen (1) einen Satellitennavigationsempfänger (3) und einen elektronisch auslesbaren Kompass (4) aufweist, dass der Anhänger (2) einen Knickwinkelsensor (6) und einen elektronisch auslesbaren Kompass (5) aufweist und dass die mit diesen Geräten ermittelten Messwerte einer rechnerunterstützten Auswerteeinheit zugeführt sind, welche daraus die Positionen und Lagen für den Lastkraftwagen und Anhänger fortlaufend ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positions- und Lagebestimmungssystem für Lastkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum automatischen Fortbewegen eines Lastkraftwagens mit Anhän­ ger ist es notwendig, sowohl die Position und Lage des Last­ kraftwagens als auch die Position und Lage des Anhängers zu erfassen. Es ist bekannt, zur Lösung dieser Aufgabe auf dem Lastkraftwagen zwei und auf dem Anhänger einen differentiellen GPS-Satellitennavigationsempfänger(DGPS) zu installieren und die Messergebnisse dieser drei DGPS-Empfänger mit einem Rechner auszuwerten. Die Verwendung von drei DGPS-Empfängern ist aber relativ kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes Positions- und Lagebestimmungssystem für einen Lastkraftwagen mit Anhänger zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können zwei der drei DGPS- Empfänger eingespart werden. Erfindungsgemäß werden zur Lage­ bestimmung von LKW und Anhänger jeweils ein elektronisch auslesbarer Kompass verwendet. Die Position des Lastkraftwagens wird mit einem DGPS-Empfänger messtechnisch ermittelt. Die Position des Anhängers wird durch eine Auswertung der voran­ gehend genannten Messmittel und durch eine Auswertung eines Knickwinkelsensors in einem Mikroprozessor rechnerisch ermittelt. Mit dem Knickwinkelsensor wird der horizontale Verdrehwinkel der Anhängerdeichsel messtechnisch erfasst.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich auch vorteilhaft auf Sattelschlepper anwenden, wobei in diesem Anwendungsfall kein Knickwinkelsensor benötigt wird. Der Knickwinkel zwischen Zugmaschine und Anhänger ergibt sich einfach aus einer Aus­ wertung der beiden Kompasse.

Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Lastkraftwagen mit den erfindungsgemäß ver­ wendeten Meßmitteln zur Positions- und Lagebestimmung und

Fig. 2 zeigt einen Sattelschlepper mit dementsprechenden Mess­ mitteln.

An den in Fig. 1 gezeigten Lastkraftwagen 1 ist ein Anhänger 2 mittels seiner Deichsel 7 gehängt. Der Lastkraftwagen 1 ist mit einem Satellitennavigationsempfänger 3 und einem elektronisch auslesbaren Kompass 4 und der Anhänger 2 ist mit einem elek­ tronisch auslesbaren Kompass 5 und mit einem Knickwinkelsensor 6 ausgerüstet.

Als Satellitennavigationsempfänger 3 ist beispielsweise ein differentieller GPS-Satellitenemfänger (DGPS) verwendet, der eine für die erfindungsgemäße Lösung geeignete Genauigkeit bei der Positionsbestimmung aufweist. Die gegenüber einem normalen GPS-Satellitenemfänger erhöhte Genauigkeit wird bei diesem Navigationssystem bekannterweise durch zusätzliche ortsfeste, erdgebundene Receiver erreicht, mit denen aufgrund ihrer bekannten Position die Fehlergröße der aus dem Weltall empfangenen, normalen GPS-Signale ermittelbar ist und zur Fehlerkompensation an den DGPS-Empfänger gesendet wird.

Bei den Kompassen 4, 5 handelt es sich beispielsweise um elek­ tronische Kompasse, die unter dem Handelsnamen "Fluxgate-Kom­ pass" bekannt sind. Es können aber auch andere Kompasse Ver­ wendung finden, z. B. der bekannte Kompass mit der Magnetfeld­ nadel, der zusätzlich eine elektronische Auslesung für die Ausrichtung der Magnetfeldnadel im Erdmagnetfeld aufweist. Die Inklination des Erdmagnetfeldes und die Deklination des Erdmag­ netfeldes für die spezifischen Fahrzeuge und Anhänger ist zur Fehlerkompensation in dem Rechner abgespeichert, der zur Aus­ wertung der Messergebnisse verwendet wird.

Die Positionierung des Satellitenempfängers 3 und der Kompasse 4, 5 kann auf den Fahrzeugen und Anhängern an beliebigen, geeigneten Orten erfolgen, die dem Rechner zur Auswertung der Positions- und Lagebestimmung aber bekannt sein müssen.

Mit dem Knickwinkelsensor 6 wird eine horizontale Verdrehung der Deichsel 7 des Anhängers 2 in Bezug auf eine körperfeste Koordinate des Anhängers ermittelt, z. B. in Bezug auf seine Längsachse.

In einer rechnerunterstützten Auswerteeinheit wird erfindungs­ gemäß aus den ermittelten Messwerten für die Position des Lastkraftwagens, für die Lagen und für den Verdrehwinkel und aus in der Auswerteeinheit abgespeicherten Daten über die Abmessungen des Lastkraftwagens und des Anhängers und Instal­ lationsorte aller Messmittel die Position des Anhängers durch eine für den Fachmann einfach herleitbare geometrische Berechnung ermittelt.

Die Auswerteeinheit kann sich an Bord des Lastkraftwagens befinden oder als externe Einheit telemetrisch mit dem Last­ wagen über Kabel oder Funk verbunden sein. In ihr sind ebenfalls die relevanten Daten zu der Inklination und Deklination des Erdmagnetfeldes abgespeichert, die zur Korrektur der gemessenen Lagen benötigt werden.

Fig. 2 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung bei einem Sattelschlepper mit einer Zugmaschine 8 und einem Sattel­ schlepperanhänger 9. Die Zugmaschine ist mit einem Satelliten­ navigationsempfänger 3 und einem Kompass 4 und der Sattel­ schlepperanhänger mit einem Kompass 5 ausgerüstet.

Die Messergebnise werden wie in dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel in einer rechnerunterstützten Auswerte­ einheit im Fahrzeug oder extern zur Postions- und Lagebestim­ mung von Zugmaschine und Sattelschlepperanhänger ausgewertet.

Legende

1

Lastkraftwagen

2

Anhänger

3

Satellitennavigationsempfänger

4

Kompass

5

Kompass

6

Knickwinkelsensor

7

Deichsel

8

Zugmaschine

9

Sattelschlepperanhänger

Claims (4)

1. Positions- und Lagebestimmungssystem für einen Lastkraft­ wagen mit Anhänger mit mindestens einem in dem Lastkraftwagen fest installierten Satellitennavigationsempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastkraftwagen (1) einen Satelliten­ navigationsempfänger (3) und einen elektronisch auslesbaren Kompass (4)aufweist, dass der Anhänger (2) einen Knickwinkel­ sensor (6) und einen elektronisch auslesbaren Kompass (5) aufweist und dass die mit diesen Geräten ermittelten Messwerte einer rechnerunterstützten Auswerteeinheit zugeführt sind, welche daraus die Positionen und Lagen für den Lastkraftwagen und Anhänger fortlaufend ermittelt.

2. Positions- und Lagebestimmungssystem für einen Sattel­ schlepper mit mindestens einem fest installierten Satelliten­ navigationsempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugma­ schine (8) des Sattelschleppers einen Satellitennavigations­ empfänger (3) und einen elektronisch auslesbaren Kompass (4) aufweist, dass der Sattelschlepperanhänger (9) einen elektro­ nisch auslesbaren Kompass (5) aufweist und dass die mit diesen Geräten ermittelten Messwerte einer rechnerunterstützten Auswerteeinheit zugeführt sind, welche daraus die Positionen und Lagen für die Zugmaschine und den Sattelschlepperanhänger fortlaufend ermittelt.

3. Positions- und Lagebestimmungssystem nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitennavigations­ empfänger (3) ein DGPS-Satellitennavigationsempfänger ist.

4. Positions- und Lagebestimmungssystem nach einem der voran­ gehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den elektronisch auslesbaren Kompassen (4, 5) um einen Fluxgate-Kompass handelt.