DE10031244A1 - Postions-und Lagebestimmungssystem - Google Patents
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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.
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.
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