DE102017210129A1 - Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, Computer-Programm-Produkt zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, und Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Um eine genauere Positionsbestimmung als bisher erreichen zu können, wird es vorgeschlagen mindestens einen Korrekturvektor (KV) mit Korrekturdaten (KD) zu generieren, der jeweils zur Kalibrierung von (i) IRREAL-Positionen (IP), die durch mittels satellitengestützter Positionsbestimmungssysteme wie z.B. GPS, Galileo oder Glonass gemessener oder erfasster und in Gestalt von GPS-, Galileo- oder Glonass-Koordinaten vorliegender Ortskoordinaten (OK) gegeben sind, und (ii) REAL-Positionen (RP), die zu den IRREAL-Positionen korrespondieren und einen bekannten spurgebundenen Streckenverlauf (SV), insbesondere einen spurgebundenen GPS-Trace, markieren, für einen ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) ermittelt wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Computer-Programm-Produkt zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 4 und ein Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
- Globale Positionsdaten, die z.B. mittels satellitengestützter Positionsbestimmungssysteme wie z.B. GPS, Galileo oder Glonass erfasst und in Gestalt von GPS-, Galileo- oder Glonass-Koordinaten vorliegen, spielen im Informationszeitalter mit der zentralen Bedeutung von Information als Rohstoff und Ware eine wichtige Rolle. So ist es z.B. für heutige und zukünftige Automatische Fahrsysteme mit denen „Automatisches Fahren“ realisiert wird, Fahrassistenzsysteme wie z.B. Navigationssysteme oder ausschließliche Informationssysteme von essentieller Bedeutung, dass die Positionsdaten oder Koordinaten möglichst genau oder exakt sein sollten. Jedoch haben derzeitige satellitengestützten Empfänger (z.B. GPS-Empfänger) lediglich eine Genauigkeit von mehreren Metern.
- Selbst mit einem Differentiellen Globalen Positionierungssystem (Differential Global Positioning System, DGPS), bei dem zur Steigerung der Genauigkeit einer GNSS-Navigation (Global Navigation Satellite System) Korrekturdaten ausgestrahlt werden, lässt sich die angegebene Genauigkeit in der Regel nur auf 1-3 Meter verbessern. Beim DGPS-basierten Verfahren wird durch die Ausstrahlung der Korrekturdaten zwar ein Korrektur der ermittelten Position erreicht, aber es können aufgrund der geringen Anzahl stationärer Korrektursender keine hochgenauen, ausreichend flächendeckende Korrekturdaten generiert werden.
- Gewünscht ist aber häufig eine Genauigkeit von unter 1 Meter, idealerweise nur einige Zentimeter.
- Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, ein Computer-Programm-Produkt zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, und Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, anzugeben, mit dem auf eine einfache und kostengünstige Weise eine genauere Positionsbestimmung erreicht werden kann.
- Diese Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Positionsbestimmungsverfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Darüber hinaus wird die Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 4 definierten Computer-Programm-Produkt durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 4 angegebenen Merkmale gelöst.
- Weiterhin wird die Aufgabe ausgehend von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 definierten Spurgebundenen Fahrzeug durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 7 angegebenen Merkmale gelöst.
- Die der Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 4 und 7 zugrundeliegenden Idee besteht darin, mindestens einen Korrekturvektor mit Korrekturdaten zu generieren, der jeweils zur Kalibrierung von (i) IRREAL-Positionen, die durch mittels satellitengestützter Positionsbestimmungssysteme wie z.B. GPS, Galileo oder Glonass gemessener oder erfasster und in Gestalt von GPS-, Galileo- oder Glonass-Koordinaten vorliegender Ortskoordinaten gegeben sind, und (ii) REAL-Positionen, die zu den IRREAL-Positionen korrespondieren und einen bekannten spurgebundenen Streckenverlauf, insbesondere einen spurgebundenen GPS-Trace, markieren, für einen ungeraden Streckenabschnitt des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes ermittelt wird.
- Der Korrekturvektor mit den Korrekturdaten vorzugsweise generiert wird, indem jeweils
- a) ein Ortskoordinatenpaar der gemessenen Ortskoordinaten mit einer ersten Ortskoordinate und einer zweiten Ortskoordinate, die nach Maßgabe eines Abstandsvektors voneinander beabstandet sind, als Ausgangspunkt für die Vektorgenerierung herangezogen wird, wobei die erste Ortskoordinate eine erste IRREAL-Position angibt, die zu einer einen ungeraden Streckenabschnitt des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes markierenden ersten REAL-Position korrespondiert, und die zweite Ortskoordinate eine zweite IRREAL-Position angibt, die zu einer den ungeraden Streckenabschnitt des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes markierenden zweiten REAL-Position korrespondiert,
- b) eine von der ersten Ortskoordinate auf den ungeraden Streckenabschnitt entfernte erste Hilfsortskoordinate bestimmt wird,
- c) eine zweite Hilfsortskoordinate durch Addition der erste Hilfsortskoordinate mit dem Abstandsvektor gebildet wird,
- d) Koordinatendaten der ersten Hilfsortskoordinate solange verändert werden, wobei mit jeder Veränderung die erste Hilfsortskoordinate auf dem ungeraden Streckenabschnitt des Streckenverlaufes verschoben wird, bis beide Hilfsortskoordinaten auf dem ungeraden Streckenabschnitt des Streckenverlaufes liegen und dadurch zwischen der zweiten Ortskoordinate und der auf dem ungeraden Streckenabschnitt des Streckenverlaufes liegenden zweiten Hilfsortskoordinate der Korrekturvektor maßgebend ist.
- Durch den so ermittelten Korrekturvektor kann erreicht werden, dass Korrekturdaten für satellitenbasierte Signale in der Fläche zur Verfügung stehen, die eine deutliche bessere Positionsbestimmung als bisherige Verfahren erlauben, z.B. mit einer Genauigkeit unter 1 Meter.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Validität des Korrekturvektors durch eine laufende Positionskalibrierung von gemessenen, ausgewerteten Ortskoordinaten und diesbezüglich generierten, weiteren Korrekturvektoren überprüft wird.
- Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die ersten und zweiten Ortskoordinaten sowie Korrekturdaten des Korrekturvektors - insbesondere in einer „Cloud“ für Positionsbestimmungsdaten, z.B. in Form und Gestalt einer GPS-„Cloud“ - für externe Zugriffe von Einheiten zum Bestimmen/Akquirieren/Verarbeiten von Positionsdaten, insbesondere von GPS-Daten, gespeichert, über das Internet verteilt und/oder an Satelliten weitergeleitet werden.
- So ist es zum Beispiel möglich, in Spurgebundenen Fahrzeugen, z.B. in Schienenfahrzeugen, die notwendige Korrektur von gemessenen Ortskoordinaten, z.B. GPS-Daten, (Korrektur der IRREAL-Positionen), in denen die Kenntnis der exakten Ortskoordinaten, z.B. GPS-Daten, der Fahrstrecke oder des Streckenverlaufes vorhanden ist (Kenntnis der REAL-Positionen), zu ermitteln, z.B. durch Berechnung, und diversen anderen die Korrekturdaten verwertenden oder gebrauchenden Instanzen bereitzustellen. Diese Instanz kann einerseits eine beliebige Fahrzeugeinheit auf dem Spurgebundenen Fahrzeug bzw. dem Schienenfahrzeug sein, so z.B. ein Automatisches Fahrsystem, jedes beliebige, über ein Cloud-basiertes Datenversorgungssystem Internet-basiert mit den Korrekturdaten versorgbares Positionsverarbeitungssystem oder jeder beliebige, über das Cloud-basierte Datenversorgungssystem Satelliten-basiert mit den Korrekturdaten versorgbare Satellitenempfänger sein.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der
1 und2 . Diese zeigen: -
1 Positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung in einem Spurgebundenen Fahrzeug; -
2 Streckenverlauf-Darstellung zur Ermittlung eines Korrekturvektors. -
1 zeigt die positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung in einem Spurgebundenen Fahrzeug SFZ, das vorzugsweise als Schienenfahrzeug ausgebildet ist und sich beispielsweise entlang eines ungerade Streckenabschnitte aufweisenden Streckenverlaufes bewegt, wie er in2 dargestellt ist. Das Spurgebundene Fahrzeug SFZ kann aber auch jedes andere sich in einer modernen Verkehrsinfrastruktur entsprechend spurgebunden und streckenverlaufsmäßig fortbewegende Verkehrs- und Transportmittel sein. So z.B. Fahrzeuge, die sich beispielsweise rollend auf oder unter von einer oder zwei Leitschienen (Gleisen), schwebend über oder unter einem Magnetfeld oder hängend an Stahlseilen fortbewegen oder ganz allgemein sämtliche Fahrzeuge, die im Betrieb exakt einer Infrastruktur folgend spurgebunden unterwegs sind. So zum Beispiel ein Elektro-Fahrzeug (z.B. Elektro-LKW), das genau unter einer Straßenoberleitung fährt oder auch ein Kraftfahrzeug, das in einem exakten Abstand an einer Betonwand entlangfährt, wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise ein autonomes Fahrsystem nutzt. - Gemäß der Prinzip-Darstellung in der
1 enthält das Spurgebundene FahrzeugSFZ im Zusammenhang mit der Korrekturdatenermittlung als zentrale Komponente eine SteuereinrichtungSTE , die eingangsseitig zum Erhalten von INPUT-Daten wenigstens mit einer Positionsakquise-EinheitPAE und ausgangsseitig zum Ausgeben von OUTPUT-Daten wenigstens mit einem Automatischen FahrsystemAFS verbunden ist, das ein automatisiertes (autonomes) oder unterstütztes Fahren des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ ohne zusätzliche Infrastruktur entlang einer Fahrstrecke realisiert. Die Positionsakquise-EinheitPAE erfasst die aktuellen Ortskoordinaten bzw. GPS-/Galileo-Glonass-Koordinaten eines entsprechenden Empfängers auf dem Spurgebundenen FahrzeugSFZ bis auf wenige Meter genau. Dabei werden gegebenenfalls wie bei der GPS-Technologie ergänzende Techniken wie das „Differential Global Positioning System (DGPS)“ benutzt. - Eingangsseitig zum Erhalten der INPUT-Daten ist der Steuereinrichtung
STE weiterhin eine SpeichereinrichtungSPE zur Speicherung von Informationen des Spurgebundenen FahrzeugsIFSFZ und Informationen des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesIFSV zugeordnet, die entweder (Option „A“) fahrzeugintern als weitere Komponente des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ fungiert und mit der SteuereinrichtungSTE verbunden ist oder aber (Option „B“) fahrzeugextern, außerhalb des Fahrzeugs z.B. in einer Leitzentrale für Spurgebundene Fahrzeuge angeordnet und mit der SteuereinrichtungSTE verbindbar ist. Diese Informationen beinhalten u.a. Informationen über den exakten Verlauf von Fahrstrecken, Informationen über die Montageposition des benutzten Empfängers in der Positionsakquise-EinheitPAE und Fahrplaninformationen, die zur Richtungsbestimmung genutzt werden können. - Ausgangsseitig zum Ausgeben der OUTPUT-Daten ist der Steuereinrichtung
STE weiterhin eine DatenbankDB für Positionsbestimmungsdaten zugeordnet, die vorzugsweise als eine „Cloud“ für direkte Zugriffe von externen Einheiten zum Bestimmen/Akquirieren/Verarbeiten von Positionsdaten, z.B. von GPS-/Galileo-/Glonass-Daten, fahrzeugextern, außerhalb des Fahrzeugs für Zugriffe der SteuereinrichtungSTE angeordnet ist. Die externen Einheiten sind z.B. ein SatellitSAT oder ein PositionsverarbeitungssystemPVS, das via Internet INT auf die DatenbankDB zugreift, oder ein in der1 nicht dargestelltes, weiteres Spurgebundenes Fahrzeug, das z.B. auch als Schienen- oder Bahnfahrzeug ausgebildet sein kann, so wie es beispielsweise in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Verfahren, Computer-Programm-Produkt und Bahnfahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, zur Fahrspurerkennung im Bahnverkehr, insbesondere zur Gleiserkennung im Schienenverkehr“ und der Anmeldung-Nr.... beschrieben und beansprucht ist (der Offenbarungsinhalt dieser Anmeldung ist somit in die vorliegende Anmeldung zu inkludieren). - Die Steuereinrichtung
STE , die Positionsakquise-Einheit PAE und die SpeichereinrichtungSPE bilden dabei eine gemeinsame Funktionseinheit zur positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung. Wie diese positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung abläuft und was für INPUT-Daten in die SteuereinrichtungSTE eingehen und was für OUTPUT-Daten von der SteuereinrichtungSTE abgehen wird im Nachfolgenden in Zusammenhang mit2 , der Streckenverlauf-Darstellung zur Ermittlung eines Korrekturvektors, erläutert. - Hierfür wird nun angenommen, dass sich das Spurgebundene Fahrzeug
SFZ entlang eines bekannten spurgebundenen StreckenverlaufsSV gemäß der2 bewegt. Dabei werden von der Positionsakquise-EinheitPAE mindestens zwei voneinander beabstandete OrtskoordinatenOK gemessen, die vorzugsweise als GPS-Koordinaten GPSK beschaffen sind, aber alternativ auch als Galileo-Koordinaten oder Glonass-Koordninaten beschaffen sein können, und an die SteuereinrichtungSTE übertragen, wo diese nach dem Empfang ausgewertet werden. Der bekannte spurgebundene StreckenverlaufsSV wird deshalb auch als spurgebundener GPS-Trace, Galileo-Trace oder Glonass-Trace bezeichnet. Mit den OrtskoordinatenOK wird jeweils eine IRREAL-PositionIP des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ in Bezug auf eine zu der jeweiligen IRREAL-PositionIP korrespondierende, den bekannten spurgebundenen StreckenverlaufSV markierende REAL-PositionRP angegeben. - Für die positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung werden aber neben den gemessenen, auszuwertenden Ortskoordinaten
OK auch die in der Speichereinrichtung SPE gespeicherten Informationen des Spurgebundenen FahrzeugsIFSFZ und die Informationen des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesIFSV der Steuereinrichtung STE zugeführt und berücksichtigt. Die Korrekturdatenermittlung mit der Auswertung der gemessenen OrtskoordinatenOK und der Berücksichtigung der gespeicherten InformationenIFSFZ ,IFSV in der SteuereinrichtungSTE erfolgt vorzugsweise softwaremäßig. Das bedeutet, dass in der Steuereinheit STE z.B. ein Computer-Programm-ProduktCPP zum Bestimmen von Positionen, z.B. von GPS/Galileo/Glonass-Positionen, enthalten oder in diese als separates Produkt in Gestalt eines die Positionsbestimmung durchführenden Programm-ModulsPGM ladbar ist. Das Computer-Programm-ProduktCPP ist charakterisiert durch einen nicht-flüchtigen, lesbaren SpeicherSP , in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle des die Positionsbestimmung durchführenden Programm-ModulsPGM gespeichert sind, und einen mit dem Speicher SP verbundenen ProzessorPZ , der die Steuerprogrammbefehle des Programm-ModulsPGM zur Positionsbestimmung ausführt. - Es werden deshalb sowohl die von der Positionsakquise-Einheit PAE gemessenen Ortskoordinaten
OK als auch die in der SpeichereinrichtungSPE gespeicherten Informationen des Spurgebundenen FahrzeugsIFSFZ und die Informationen des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesIFSV in den Prozessor PZ geladen. Letzteres passiert dabei beispielsweise durch prozessorgesteuertes Auslesen. - Im Kontext der aus der Steuereinrichtung
STE , der Positionsakquise-EinheitPAE und der SpeichereinrichtungSPE gemeinsam gebildeten Funktionseinheit zur positionsbestimmungsunterstütze Korrekturdatenermittlung sind der ProzessorPZ und das Programm-ModulPGM derart ausgebildet sind und führt der ProzessorPZ die Steuerprogrammbefehle des Programm-ModulsPGM derart aus, dass zur Kalibrierung von IRREAL-Positionen und REAL-Positionen mindestens ein KorrekturvektorKV mit KorrekturdatenKD generiert wird. - Dies geschieht dadurch, für einen ungeraden Streckenabschnitt
SAug des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesSV ein OrtskoordinatenpaarOK1 ,OK2 der gemessenen OrtskoordinatenOK mit einer ersten OrtskoordinateOK1 und einer zweiten OrtskoordinateOK2 , die nach Maßgabe eines AbstandsvektorsAV voneinander beabstandet sind, als Ausgangspunkt für die Vektorgenerierung herangezogen wird, wobei die erste OrtskoordinateOK1 eine erste IRREAL-PositionIP1 angibt, die zu einer den ungeraden StreckenabschnittSAug des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesSV markierenden ersten REAL-PositionRP1 korrespondiert, und die zweite OrtskoordinateOK2 eine zweite IRREAL-PositionIP2 angibt, die zu einer den ungeraden StreckenabschnittSAug des bekannten spurgebundenen StreckenverlaufesSV markierenden zweiten REAL-PositionRP2 korrespondiert. - Danach wird eine von der ersten Ortskoordinate
OK1 auf den ungeraden StreckenabschnittSAug entfernte erste HilfsortskoordinateHOK1 bestimmt. - Im Anschluss daran wird eine zweite Hilfsortskoordinate
HOK2 durch Addition der erste HilfsortskoordinateHOK1 mit dem AbstandsvektorAV gebildet, bevor abschließend Koordinatendaten der ersten HilfsortskoordinateHOK1 solange verändert werden VÄD, wobei mit jeder Veränderung die erste HilfsortskoordinateHOK1 auf dem ungeraden StreckenabschnittSAug des Streckenverlaufes verschoben wird, bis beide HilfsortskoordinatenHOK1 ,HOK2 auf dem ungeraden StreckenabschnittSAug des Streckenverlaufes liegen und dadurch zwischen der zweiten OrtskoordinateOK2 und der auf dem ungeraden StreckenabschnittSAug des Streckenverlaufes liegenden zweiten HilfsortskoordinateHOK2 der KorrekturvektorKV maßgebend ist. - Dabei werden Kurven im Streckenverlauf ausgenutzt, um den Abstandsvektor von gemessenen Ortskoordinaten, den IRREAL-Positionen, mit den tatsächlichen Ortskoordinaten, den REAL-Positionen, des Streckenverlaufes (diese müssen bzw. dieser muss exakt bekannt sein) abzugleichen und so den notwendigen Korrekturvektor für gemessene Ortskoordinaten auch exakt zu bestimmen. Dies kann z.B. - wie vorstehend beschrieben - bevorzugt algorithmisch realisiert werden.
- Ist der Korrekturvektor
KV mit den KorrekturdatenKD auf diese Weise generiert worden, so sind der ProzessorPZ und das Programm-ModulPGM in dem Computer-Programm-ProduktCPP der SteuereinheitSTE weiterhin derart ausgebildet, dass - (i) zu jeder empfangenen und ausgewerteten Ortskoordinate
OK auf der Basis der KorrekturdatenKD des generierten KorrekturvektorsKV eine kalibrierte PositionPK des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ erzeugt wird, wobei diese kalibrierte PositionPK in vorteilhafter Weise dem Automatischen FahrsystemAFS des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ zur Verfügung gestellt wird; - (ii) die ersten und zweiten Ortskoordinaten
OK1 ,OK2 sowie die KorrekturdatenKD des KorrekturvektorsKV als Positionsbestimmungsdaten in der DatenbankDB gespeichert, übers InternetINT an das externes PositionsverarbeitungssystemPVS verteilt und/oder über den SatellitenSAT an einen externen SatellitenempfängerSATE weitergeleitet werden. - Bezüglich des Aspektes (ii) liefert die Datenbank
DB gegenüber dem „Differential Global Positioning System (DGPS)“ Korrekturdaten, die relativ zu den ungefähren Ortskoordinaten des Spurgebundenen FahrzeugsSFZ angegeben werden und nicht wie beiDGPS nur für sehr großflächige Umgebungen. Das bedeutet: Wenn beispielsweise ein weiteres Spurgebundene Fahrzeug ungefähre Ortskoordinaten an die DatenbankDB sendet, das weitere Spurgebundene Fahrzeug im Gegenzug die nächsten bekannten Korrekturdaten zu diesen Ortskoordinaten erhält (dieses Szenario ist zwar in der1 nicht explizit dargestellt, ist aber Gegenstand der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Verfahren, Computer-Programm-Produkt und Bahnfahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, zur Fahrspurerkennung im Bahnverkehr, insbesondere zur Gleiserkennung im Schienenverkehr“ und der Anmeldung-Nr....; weshalb der Offenbarungsinhalt dieser Anmeldung in die vorliegende Anmeldung zu inkludieren ist). Entsprechend sind diese Korrekturdaten signifikant genauer als die DGPS-basierten Korrekturdaten. - Darüber hinaus werden die Korrekturdaten nicht über das Internet verteilt oder an einen Satelliten weitergegeben, die über etablierte Satellitenkommunikation die Korrekturdaten an GPS-Empfänger weitergeben.
- Das Spurgebundene Fahrzeug
SFZ und die DatenbankDB bilden deshalb ein landseitiges System, in dem aktuelle Korrekturdaten gespeichert und zur Verfügung gestellt werden. Diese Korrekturdaten geben an, wie weit aktuell gemessene Ortskoordinaten von den tatsächlichen Ortskoordinaten einer Position im Mittel abweichen. - Darüber hinaus sind der Prozessor
PZ und das Programm-ModulPGM in dem Computer-Programm-ProduktCPP der Steuereinheit STE derart ausgebildet, dass die Validität des KorrekturvektorsKV durch eine laufende Positionskalibrierung von empfangenen, ausgewerteten OrtskoordinatenOK und diesbezüglich generierten, weiteren Korrekturvektoren überprüft wird. - Durch eine solche iterierte Anwendung der Positionskalibrierung auf mehrere Paare von Ortskoordinaten, die während einer Kurvenfahrt gemessen werden, können einzelne Messausreißer ausgemittelt werden.
Claims (10)
- Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, bei dem mindestens zwei, voneinander beabstandete Ortskoordinaten (OK), insbesondere GPS-Koordinaten (GPSK), gemessen werden, die jeweils eine IRREAL-Position (IP) in Bezug auf eine zu der jeweiligen IRREAL-Position (IP) korrespondierende, einen bekannten spurgebundenen Streckenverlauf (SV), insbesondere einen spurgebundenen GPS-Trace, markierende REAL-Position (RP) angibt, dadurch gekennzeichnet, dass a) zur Kalibrierung von IRREAL-Positionen und REAL-Positionen mindestens ein Korrekturvektor (KV) mit Korrekturdaten (KD) generiert wird, indem jeweils a1) ein Ortskoordinatenpaar (OK1, OK2) der gemessenen Ortskoordinaten (OK) mit einer ersten Ortskoordinate (OK1) und einer zweiten Ortskoordinate (OK2), die nach Maßgabe eines Abstandsvektors (AV) voneinander beabstandet sind, als Ausgangspunkt für die Vektorgenerierung herangezogen wird, wobei die erste Ortskoordinate (OK1) eine erste IRREAL-Position (IP1) angibt, die zu einer einen ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden ersten REAL-Position (RP1) korrespondiert, und die zweite Ortskoordinate (OK2) eine zweite IRREAL-Position (IP2) angibt, die zu einer den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden zweiten REAL-Position (RP2) korrespondiert, a2) eine von der ersten Ortskoordinate (OK1) auf den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) entfernte erste Hilfsortskoordinate (HOK1) bestimmt wird, a3) eine zweite Hilfsortskoordinate (HOK2) durch Addition der erste Hilfsortskoordinate (HOK1) mit dem Abstandsvektor (AV) gebildet wird, a4) Koordinatendaten der ersten Hilfsortskoordinate (HOK1) solange verändert werden (VÄD), wobei mit jeder Veränderung die erste Hilfsortskoordinate (HOK1) auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes verschoben wird, bis beide Hilfsortskoordinaten (HOK1, HOK2) auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes liegen und dadurch zwischen der zweiten Ortskoordinate (OK2) und der auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes liegenden zweiten Hilfsortskoordinate (HOK2) der Korrekturvektor (KV) maßgebend ist.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Validität des Korrekturvektors (KV) durch eine laufende Positionskalibrierung von gemessenen, ausgewerteten Ortskoordinaten (OK) und diesbezüglich generierten, weiteren Korrekturvektoren überprüft wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Ortskoordinaten (OK1, OK2) sowie die Korrekturdaten (KD) des Korrekturvektors (KV) - insbesondere in einer „Cloud“ für Positionsbestimmungsdaten, z.B. in Form und Gestalt einer GPS-„Cloud“ - für externe Zugriffe von Einheiten zum Bestimmen/Akquirieren/Verarbeiten von Positionsdaten, insbesondere von GPS-Daten, gespeichert, über das Internet verteilt und/oder an Satelliten weitergeleitet werden. - Computer-Programm-Produkt (CPP) zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, mit einem nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Positionsbestimmung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind, und ein mit dem Speicher (SP) verbundener Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) zur Positionsbestimmung ausführt und dabei mindestens zwei gemessene und in den Prozessor (PZ) ladbare, voneinander beabstandete Ortskoordinaten (OK), insbesondere GPS-Koordinaten (GPSK) auswertet, die jeweils eine IRREAL-Position (IP) in Bezug auf eine zu der jeweiligen IRREAL-Position (IP) korrespondierende, einen bekannten spurgebundenen Streckenverlauf (SV), insbesondere einen spurgebundenen GPS-Trace, markierende REAL-Position (RP) angibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind und der Prozessor (PZ) die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) derart ausführt, dass a) zur Kalibrierung von IRREAL-Positionen und REAL-Positionen mindestens ein Korrekturvektor (KV) mit Korrekturdaten (KD) generiert wird, indem jeweils a1) ein Ortskoordinatenpaar (OK1, OK2) der gemessenen Ortskoordinaten (OK) mit einer ersten Ortskoordinate (OK1) und einer zweiten Ortskoordinate (OK2), die nach Maßgabe eines Abstandsvektors (AV) voneinander beabstandet sind, als Ausgangspunkt für die Vektorgenerierung herangezogen wird, wobei die erste Ortskoordinate (OK1) eine erste IRREAL-Position (IP1) angibt, die zu einer einen ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden ersten REAL-Position (RP1) korrespondiert, und die zweite Ortskoordinate (OK2) eine zweite IRREAL-Position (IP2) angibt, die zu einer den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden zweiten REAL-Position (RP2) korrespondiert, a2) eine von der ersten Ortskoordinate (OK1) auf den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) entfernte erste Hilfsortskoordinate (HOK1) bestimmt wird, a3) eine zweite Hilfsortskoordinate (HOK2) durch Addition der erste Hilfsortskoordinate (HOK1) mit dem Abstandsvektor (AV) gebildet wird, a4) Koordinatendaten der ersten Hilfsortskoordinate (HOK1) solange verändert werden (VÄD), wobei mit jeder Veränderung die erste Hilfsortskoordinate (HOK1) auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes verschoben wird, bis beide Hilfsortskoordinaten (HOK1, HOK2) auf dem ersten ungeraden Streckenabschnitt (SAug1) des Streckenverlaufes liegen und dadurch zwischen der zweiten Ortskoordinate (OK2) und der auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes liegenden zweiten Hilfsortskoordinate (HOK2) der Korrekturvektor (KV) maßgebend ist.
- Computer-Programm-Produkt (CPP) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass die Validität des Korrekturvektors (KV) durch eine laufende Positionskalibrierung von gemessenen, ausgewerteten Ortskoordinaten (OK) und diesbezüglich generierten, weiteren Korrekturvektoren überprüft wird. - Computer-Programm-Produkt (CPP) nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) derart ausgebildet sind, dass die ersten und zweiten Ortskoordinaten (OK1, OK2) sowie die Korrekturdaten (KD) des Korrekturvektors (KV) - insbesondere in einer „Cloud“ für Positionsbestimmungsdaten, z.B. in Form und Gestalt einer GPS-„Cloud“ - für externe Zugriffe von Einheiten zum Bestimmen/Akquirieren/Verarbeiten von Positionsdaten, insbesondere von GPS-Daten, gespeichert, über das Internet verteilt und/oder an Satelliten weitergeleitet werden. - Spurgebundenes Fahrzeug (SFZ), insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Positionsakquise-Einheit (PAE), die mindestens zwei voneinander beabstandete Ortskoordinaten (OK), insbesondere GPS-Koordinaten (GPSK) misst, die jeweils eine IRREAL-Position (IP) in Bezug auf eine zu der jeweiligen IRREAL-Position (IP) korrespondierende, einen bekannten spurgebundenen Streckenverlauf (SV), insbesondere einen spurgebundenen GPS-Trace, markierende REAL-Position (RP) angibt, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (STE), die ein Computer-Programm-Produkt (CPP) zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, mit einem nicht-flüchtigen, lesbaren Speicher (SP), in dem prozessorlesbare Steuerprogrammbefehle eines die Positionsbestimmung durchführenden Programm-Moduls (PGM) gespeichert sind, und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Prozessor (PZ), der die Steuerprogrammbefehle des Programm-Moduls (PGM) zur Positionsbestimmung ausführt, enthält und die mit der Positionsakquise-Einheit (PAE) und einer fahrzeuginternen (Option „A“) oder fahrzeugexternen (Option „B“) Speichereinrichtung (SPE) zur Speicherung von Informationen des Spurgebundenen Fahrzeugs (IFSFZ) und Informationen des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (IFSV) verbunden ist und eine gemeinsame Funktionseinheit derart bildet, dass a) zur Kalibrierung von IRREAL-Positionen und REAL-Positionen unter Berücksichtigung der gespeicherten Informationen (IFSFZ, IFSV) mindestens ein Korrekturvektor (KV) mit Korrekturdaten (KD) generiert wird, indem jeweils a1) ein Ortskoordinatenpaar (OK1, OK2) der gemessenen Ortskoordinaten (OK) mit einer ersten Ortskoordinate (OK1) und einer zweiten Ortskoordinate (OK2), die nach Maßgabe eines Abstandsvektors (AV) voneinander beabstandet sind, als Ausgangspunkt für die Vektorgenerierung herangezogen wird, wobei die erste Ortskoordinate (OK1) eine erste IRREAL-Position (IP1) angibt, die zu einer einen ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden ersten REAL-Position (RP1) korrespondiert, und die zweite Ortskoordinate (OK2) eine zweite IRREAL-Position (IP2) angibt, die zu einer den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des bekannten spurgebundenen Streckenverlaufes (SV) markierenden zweiten REAL-Position (RP2) korrespondiert, a2) eine von der ersten Ortskoordinate (OK1) auf den ungeraden Streckenabschnitt (SAug) entfernte erste Hilfsortskoordinate (HOK1) bestimmt wird, a3) eine zweite Hilfsortskoordinate (HOK2) durch Addition der erste Hilfsortskoordinate (HOK1) mit dem Abstandsvektor (AV) gebildet wird, a4) Koordinatendaten der ersten Hilfsortskoordinate (HOK1) solange verändert werden (VÄD), wobei mit jeder Veränderung die erste Hilfsortskoordinate (HOK1) auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes verschoben wird, bis beide Hilfsortskoordinaten (HOK1, HOK2) auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes liegen und dadurch zwischen der zweiten Ortskoordinate (OK2) und der auf dem ungeraden Streckenabschnitt (SAug) des Streckenverlaufes liegenden zweiten Hilfsortskoordinate (HOK2) der Korrekturvektor (KV) maßgebend ist.
- Spurgebundenes Fahrzeug (SFZ) nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) in dem Computer-Programm-Produkt (CPP) der Steuereinheit (STE) derart ausgebildet sind, dass zu jeder gemessenen Ortskoordinate (OK) auf der Basis der Korrekturdaten (KD) des generierten Korrekturvektors (KV) eine kalibrierte Position (PK) des Spurgebundenen Fahrzeugs (SFZ), insbesondere für ein Automatisches Fahrsystem (AFS) des Spurgebundenen Fahrzeugs (SFZ), erzeugt wird. - Spurgebundenes Fahrzeug (SFZ) nach
Anspruch 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) in dem Computer-Programm-Produkt (CPP) der Steuereinheit (STE) derart ausgebildet sind, dass die Validität des Korrekturvektors (KV) durch eine laufende Positionskalibrierung von gemessenen Ortskoordinaten (OK) und diesbezüglich generierten, weiteren Korrekturvektoren überprüft wird. - Spurgebundenes Fahrzeug (SFZ) nach einem der
Ansprüche 7 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (PZ) und das Programm-Modul (PGM) in dem Computer-Programm-Produkt (CPP) der Steuereinheit (STE) derart ausgebildet sind, dass in einer Datenbank (DB) für Positionsbestimmungsdaten - vorzugsweise eine „Cloud“, die z.B. in Form und Gestalt einer GPS-„Cloud“ ausgestaltet ist - und externe Zugriffe von Einheiten zum Bestimmen/Akquirieren/Verarbeiten von Positionsdaten, insbesondere von GPS-Daten, die mit in dem Computer-Programm-Produkt (CPP) der Steuereinheit (STE) verbunden ist, die ersten und zweiten Ortskoordinaten (OK1, OK2) sowie die Korrekturdaten (KD) des Korrekturvektors (KV) als die Positionsbestimmungsdaten gespeichert, übers Internet (INT) an ein externes Positionsverarbeitungssystem (PVS) verteilt und/oder über einen Satelliten (SAT) an einen externen Satellitenempfänger (SATE) weitergeleitet werden.
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DE102017210129.6A DE102017210129A1 (de) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, Computer-Programm-Produkt zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, und Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017210129.6A DE102017210129A1 (de) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Positionsbestimmungsverfahren, insbesondere GPS-Verfahren, Computer-Programm-Produkt zum Bestimmen von Positionen, insbesondere von GPS-Positionen, und Spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE102017210129A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116147489A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-23 | 成都弓网科技有限责任公司 | 一种可拆卸式自补偿型线路侵限检测方法与装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102008023242A1 (de) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Map matching für Sicherheitsanwendungen |
DE112010001235T5 (de) * | 2009-03-23 | 2012-07-05 | Csr Technology Holdings, Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern einer GPS-Empfängergenauigkeit unter Verwendung einer eingebetteten Kartendatenbank |
DE102011055804A1 (de) * | 2011-11-29 | 2013-05-29 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Positionsermittlung |
-
2017
- 2017-06-16 DE DE102017210129.6A patent/DE102017210129A1/de not_active Ceased
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