DE102019203328A1 - Position determination system for a vehicle, map-based navigation system, vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positionsermittlungssystem (6) für ein Fahrzeug (1), insbesondere Kraftfahrzeug (1), mit zumindest einem Empfänger (7, 7A), insbesondere Antenne, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein Navigationssatellitensignal (8) wenigstens eines Navigationssatelliten zu empfangen, mit zumindest einem Inertialsensor (19, 19A, 19B, 20, 20A, 20B), der dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung und/oder eine Drehrate zu erfassen, und mit einer Recheneinheit (21), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Navigationssatellitensignal (8) einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits eine Fahrzeugposition in einem globalen Koordinatensystem zu bestimmen. Es ist vorgesehen, dass das Positionsermittlungssystem (6) eine an dem Empfänger (7, 7A) angeordnete Verarbeitungseinheit (11, 11A) aufweist, die eine kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit (21) verbundene Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Navigationssatellitensignal (8) eine satellitensignalbasierte Position des Empfängers (7, 7A) zu ermitteln, wobei die Recheneinheit (21) dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugposition aus der satellitensignalbasierten Position einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits zu berechnen.The invention relates to a position determination system (6) for a vehicle (1), in particular a motor vehicle (1), with at least one receiver (7, 7A), in particular an antenna, which is designed to receive at least one navigation satellite signal (8) from at least one navigation satellite , with at least one inertial sensor (19, 19A, 19B, 20, 20A, 20B) which is designed to detect an acceleration and / or a rate of rotation, and with a computing unit (21) which is designed to depend on to determine a vehicle position in a global coordinate system using the navigation satellite signal (8) on the one hand and the acceleration and / or the rate of rotation on the other hand. It is provided that the position determination system (6) has a processing unit (11, 11A) which is arranged on the receiver (7, 7A) and which has a processing device (13, 13A) connected to the computing unit (21) in terms of communication technology and designed for this purpose to determine a satellite signal-based position of the receiver (7, 7A) as a function of the received navigation satellite signal (8), the computing unit (21) being designed to assign the vehicle position from the satellite-signal-based position on the one hand and the acceleration and / or the rate of rotation on the other to calculate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Positionsermittlungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Empfänger, insbesondere Antenne, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein Navigationssatellitensignal wenigstens eines Navigationssatelliten zu empfangen, mit zumindest einem Inertialsensor, der dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung und/oder eine Drehrate zu erfassen, und mit einer Recheneinheit, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Navigationssatellitensignal einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits eine Fahrzeugposition in einem globalen Koordinatensystem zu bestimmen.The invention relates to a position determination system for a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one receiver, in particular antenna, which is designed to receive at least one navigation satellite signal from at least one navigation satellite, with at least one inertial sensor, which is designed to detect an acceleration and / or a Detect rate of rotation, and with a computing unit which is designed to determine a vehicle position in a global coordinate system as a function of the navigation satellite signal on the one hand and the acceleration and / or the rate of rotation on the other hand.

Stand der TechnikState of the art

Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) ermöglichen eine Bestimmung einer Position von Empfängern, beispielsweise Antennen, in einem Koordinatensystem. Hierzu umfassen die Navigationssatellitensysteme mehrere Navigationssatelliten, die dazu ausgebildet sind, Navigationssatellitensignale auszusenden. Die Empfänger sind dazu ausgebildet, die Navigationssatellitensignale zu empfangen.Global navigation satellite systems (GNSS) enable a position of receivers, for example antennas, to be determined in a coordinate system. For this purpose, the navigation satellite systems comprise a plurality of navigation satellites which are designed to transmit navigation satellite signals. The receivers are designed to receive the navigation satellite signals.

Aus dem Stand der Technik sind sogenannte VMP-Sensoren (vehicle motion and position sensor) bekannt. Bei einem VMP-Sensor handelt es sich um einen Sensor beziehungsweise ein Sensormodul für ein Fahrzeug. Der VMP-Sensor weist zumindest einen Inertialsensor auf, der dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung und/oder eine Drehrate zu erfassen. Außerdem weist der VMP-Sensor eine Recheneinheit auf, die kommunikationstechnisch mit dem Empfänger verbunden/verbindbar und dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den mittels des Empfängers empfangenen Navigationssatellitensignalen einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits eine Fahrzeugposition in einem globalen beziehungsweise geozentrischen Koordinatensystem zu bestimmen.So-called VMP sensors (vehicle motion and position sensor) are known from the prior art. A VMP sensor is a sensor or a sensor module for a vehicle. The VMP sensor has at least one inertial sensor which is designed to detect an acceleration and / or a rate of rotation. In addition, the VMP sensor has a processing unit that is connected / connectable to the receiver in terms of communication technology and is designed to provide a vehicle position in a global or geocentric coordinate system, on the one hand, and the acceleration and / or the rate of rotation, on the other hand, depending on the navigation satellite signals received by means of the receiver to determine.

Somit bilden der vorbekannte VMP-Sensor und der mit der Recheneinheit des VMP-Sensors kommunikationstechnisch verbundene Empfänger des Fahrzeugs ein Positionsermittlungssystem der eingangs genannten Art.The previously known VMP sensor and the receiver of the vehicle, which is connected to the computing unit of the VMP sensor in terms of communication technology, thus form a position determination system of the type mentioned at the beginning.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Positionsermittlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Positionsermittlungssystem verglichen mit vorbekannten Positionsermittlungssystemen weniger störungsanfällig ist. Demnach weist das erfindungsgemäße Positionsermittlungssystem verglichen mit vorbekannten Positionsermittlungssystemen eine größere Zuverlässigkeit auf. Insbesondere ist außerdem eine Integration einer Mehrzahl an Empfängern in das Positionsermittlungssystem technisch einfach durchführbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Positionsermittlungssystem eine an dem Empfänger angeordnete Verarbeitungseinheit umfasst, die eine mit der separat von dem Empfänger handhabbaren Recheneinheit kommunikationstechnisch verbundene Verarbeitungseinrichtung aufweist, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Navigationssatellitensignal eine satellitensignalbasierte Position des Empfängers zu ermitteln, und wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugposition aus der satellitenbasierten Position einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits zu berechnen. Unter der Anordnung der Verarbeitungseinheit an dem Empfänger ist beispielsweise zu verstehen, dass die Verarbeitungseinheit an beziehungsweise in einem dem Empfänger zugeordneten Empfängergehäuse angeordnet beziehungsweise in das Empfängergehäuse integriert ist. Der Empfänger und die Verarbeitungseinheit bilden dabei vorzugsweise eine gemeinsame Baugruppe aus. Zur separaten Handhabbarkeit sind der Empfänger und die Recheneinheit beispielsweise getrennt voneinander ausgebildet und angeordnet, sodass insbesondere der Empfänger eine erste Bauteilgruppe mit ausbildet und die Recheneinheit eine zweite Bauteilgruppe, die unabhängig voneinander handhabbar oder in dem Fahrzeug angeordnet sind. Vorzugsweise sind der Empfänger und die Recheneinheit räumlich getrennt voneinander angeordnet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sowohl der Empfänger als auch die Recheneinheit an Stellen anordenbar sind, die für die Anordnung des jeweiligen Elements vorteilhaft geeignet sind. Beispielsweise ist der Empfänger an einer Karosserie des Fahrzeugs, insbesondere an einer Außenseite der Karosserie, angeordnet. Insbesondere ist dem Empfänger das Empfängergehäuse zugeordnet und der Recheneinheit ein von dem Empfängergehäuse unabhängiges Recheneinheitsgehäuse. Dadurch, dass das Recheneinheitsgehäuse von dem Empfängergehäuse unabhängig ist, besteht keine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Empfängergehäuse und dem Recheneinheitsgehäuse. Zur Gewährleistung der separaten Handhabbarkeit ist dann außerdem beispielsweise das Empfängergehäuse vollständig außerhalb des Recheneinheitsgehäuses und das Recheneinheitsgehäuse vollständig außerhalb des Empfängergehäuses angeordnet. Außerdem ist zur Gewährleistung der separaten Handhabbarkeit dann kein Hauptgehäuse vorhanden, in dem sowohl das Empfängergehäuse als auch das Recheneinheitsgehäuse angeordnet sind. Das Positionsermittlungssystem ist dann also hauptgehäusefrei in dem Fahrzeug einsetzbar. Unter einem Hauptgehäuse ist dabei ein Bauteil zu verstehen, dessen wesentliche Aufgabe darin besteht, das Empfängergehäuse und das Recheneinheitsgehäuse aufzunehmen und zu halten. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass bereits durch die Verarbeitungseinrichtung eine Position ermittelt wird/ermittelbar ist, nämlich die satellitensignalbasierte Position. Unter der satellitensignalbasierten Position ist insbesondere eine Position zu verstehen, die nur in Abhängigkeit von mittels des Empfängers empfangenen Satellitensignalen ermittelt wird. Die Beschleunigung und/oder die Drehrate werden vorzugsweise beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position durch die Verarbeitungseinrichtung nicht berücksichtigt. Durch die kommunikationstechnische Verbindung der Verarbeitungseinrichtung mit der Recheneinheit ist die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, der Recheneinheit die ermittelte satellitensignalbasierte Position störungsunanfällig bereitzustellen. Die bereitgestellte satellitensignalbasierte Position wird dann durch die Recheneinheit beim Berechnen der Fahrzeugposition berücksichtigt; die mittels des Empfängers empfangenen Navigationssatellitensignale selbst werden durch die Recheneinheit beim Berechnen der Fahrzeugposition nicht berücksichtigt. Vielmehr wird auf Kommunikationsmittel, beispielsweise Hochfrequenzleitungen, zum Übermitteln der Navigationssatellitensignale selbst an die Recheneinheit vorzugsweise verzichtet. Derartige Hochfrequenzleitungen werden in vorbekannten Positionsermittlungssystemen beziehungsweise VMP-Sensoren verwendet, wobei das Übermitteln der Navigationssatellitensignale mittels der Hochfrequenzleitungen wesentlich störungsanfälliger ist als das Übermitteln der durch die Verarbeitungseinrichtung ermittelten satellitensignalbasierten Position.The position determination system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the position determination system is less prone to failure compared with previously known position determination systems. Accordingly, the position determination system according to the invention has greater reliability compared to previously known position determination systems. In particular, it is also technically easy to integrate a plurality of receivers into the position determination system. According to the invention, it is provided that the position determination system comprises a processing unit arranged on the receiver, which has a processing device connected in terms of communication technology to the processing unit which can be handled separately from the receiver, the processing device being designed to determine a satellite signal-based position of the receiver as a function of the received navigation satellite signal , and wherein the computing unit is designed to calculate the vehicle position from the satellite-based position on the one hand and the acceleration and / or the rate of rotation on the other. The arrangement of the processing unit on the receiver is to be understood as meaning, for example, that the processing unit is arranged on or in a receiver housing assigned to the receiver or is integrated into the receiver housing. The receiver and the processing unit preferably form a common assembly. For separate handling, the receiver and the computing unit are designed and arranged separately from one another, for example, so that in particular the receiver also forms a first component group and the computing unit a second component group, which can be handled independently of one another or are arranged in the vehicle. The receiver and the computing unit are preferably arranged spatially separated from one another. This results in the advantage that both the receiver and the computing unit can be arranged at locations which are advantageously suitable for the arrangement of the respective element. For example, the receiver is arranged on a body of the vehicle, in particular on an outside of the body. In particular, the receiver housing is assigned to the receiver and the computing unit is assigned a computing unit housing that is independent of the receiver housing. Because the computing unit housing is independent of the receiver housing, there is no direct mechanical connection between the receiver housing and the computing unit housing. In order to ensure that it can be handled separately, the receiver housing, for example, is then also arranged completely outside the computing unit housing and the computing unit housing is arranged completely outside the receiver housing. In addition, there is then no main housing in which both the receiver housing and the computing unit housing are arranged to ensure separate handling. The position determination system can then be used in the vehicle without a main housing. A main housing is to be understood as a component whose main task is to Receiver housing and the computing unit housing to receive and hold. According to the solution according to the invention it is provided that a position is / can be determined already by the processing device, namely the satellite-signal-based position. The satellite-signal-based position is to be understood in particular as a position which is only determined as a function of satellite signals received by means of the receiver. The acceleration and / or the rate of rotation are preferably not taken into account when the processing device determines the satellite-signal-based position. As a result of the communication connection between the processing device and the computing unit, the processing device is designed to provide the computing unit with the determined satellite-signal-based position without being susceptible to interference. The satellite-signal-based position provided is then taken into account by the computing unit when calculating the vehicle position; the navigation satellite signals themselves received by means of the receiver are not taken into account by the computing unit when calculating the vehicle position. Rather, communication means, for example high-frequency lines, for transmitting the navigation satellite signals themselves to the computing unit are preferably dispensed with. Such high-frequency lines are used in previously known position determination systems or VMP sensors, the transmission of the navigation satellite signals by means of the high-frequency lines being significantly more susceptible to interference than the transmission of the satellite-signal-based position determined by the processing device.

Durch das Berücksichtigen der Beschleunigung und/oder der Drehrate zusätzlich zu der satellitensignalbasierten Position beim Berechnen der Fahrzeugposition, weist die Fahrzeugposition in der Regel eine größere Genauigkeit als die satellitensignalbasierte Position auf, sodass eine Differenz zwischen der Fahrzeugposition und einer tatsächlichen Position geringer ist als eine Differenz zwischen der tatsächlichen Position und der satellitensignalbasierten Position. Unter der satellitensignalbasierten Position, der tatsächlichen Position und der Fahrzeugposition ist vorzugsweise eine Position des Empfängers oder eine Position eines Elementes, dessen räumliche Anordnung zu dem Empfänger bekannt ist, zu verstehen. Unter der Ausbildung beispielsweise der Recheneinheit, der Verarbeitungseinrichtung oder des Empfängers ist vorliegend auch die jeweilige notwendige Verbindung der jeweiligen Einrichtung mit weiteren Einrichtungen/Elementen des Positionsermittlungssystems zu verstehen, die zur Durchführung der genannten Aufgabe oder Funktion notwendig ist. So ist die Verarbeitungseinrichtung beispielsweise mit dem Empfänger direkt oder indirekt signaltechnisch verbunden, um das empfangene Navigationssatellitensignal zu erfassen. Dies gilt analog für die weiteren genannten Einrichtungen.By taking into account the acceleration and / or the rate of rotation in addition to the satellite-signal-based position when calculating the vehicle position, the vehicle position generally has a greater accuracy than the satellite-signal-based position, so that a difference between the vehicle position and an actual position is less than a difference between the actual position and the satellite signal-based position. The satellite-signal-based position, the actual position and the vehicle position are preferably to be understood as meaning a position of the receiver or a position of an element whose spatial arrangement in relation to the receiver is known. In the present case, the design of the computing unit, the processing device or the receiver is also to be understood as the respective necessary connection of the respective device to further devices / elements of the position determination system, which is necessary for performing the stated task or function. For example, the processing device is directly or indirectly connected to the receiver for signaling purposes in order to detect the received navigation satellite signal. This also applies to the other facilities mentioned.

Vorzugsweise weist die Verarbeitungseinheit eine erste Empfangseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Navigationssatellitensignal ein erstes Signal bereitzustellen, das mit dem Navigationssatellitensignal korrespondiert, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die satellitensignalbasierte Position in Abhängigkeit von dem ersten Signal zu ermitteln. Mittels des Empfängers empfangene Navigationssatellitensignale werden also durch die erste Empfangseinrichtung vorverarbeitet und in Form des ersten Signals bereitgestellt. Die erste Empfangseinrichtung ist hierzu vorzugsweise direkt, also unmittelbar, mit dem Empfänger verbunden beziehungsweise in diesen integriert, sodass zumindest durch den Empfänger empfangene Navigationssatellitensignale ohne Zwischenschaltung weiterer die Navigationssatellitensignale verarbeitender Einrichtungen an die erste Empfangseinrichtung übermittelt werden. Der Empfänger und die erste Empfangseinrichtung sind hierzu vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere ist die erste Empfangseinrichtung dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob es sich bei einem mittels des Empfängers empfangenen Signal um ein Navigationssatellitensignal handelt oder nicht, und als erstes Signal nur Navigationssatellitensignale bereitzustellen beziehungsweise der Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung zu stellen. Hierzu ist die erste Empfangseinrichtung kommunikationstechnisch mit der Verarbeitungseinrichtung verbunden.The processing unit preferably has a first receiving device which is designed to provide a first signal as a function of the received navigation satellite signal, which corresponds to the navigation satellite signal, the processing device being designed to determine the satellite signal-based position as a function of the first signal. Navigation satellite signals received by means of the receiver are therefore preprocessed by the first receiving device and provided in the form of the first signal. For this purpose, the first receiving device is preferably directly, i.e. directly, connected to the receiver or integrated into it, so that at least the navigation satellite signals received by the receiver are transmitted to the first receiving device without the interposition of further devices processing the navigation satellite signals. For this purpose, the receiver and the first receiving device are preferably electrically connected to one another. In particular, the first receiving device is designed to determine whether a signal received by means of the receiver is a navigation satellite signal or not, and to provide only navigation satellite signals as the first signal or to make them available to the processing device. For this purpose, the first receiving device is connected to the processing device in terms of communication technology.

Vorzugsweise ist der Empfänger dazu ausgebildet, zumindest ein Korrekturdienstsatellitensignal wenigstens eines Korrekturdienstsatelliten eines Korrekturdienstsatellitensystems zu empfangen. Bei dem Korrekturdienstsatellitensystem handelt es sich beispielsweise um ein differentielles globales Positionierungssystems, das als Korrekturdienstsatelliten zumindest einen geostationären Satelliten aufweist. Das Positionsermittlungssystem ist dann vorzugsweise dazu ausgebildet, das empfangene Korrekturdienstsatellitensignal beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position beziehungsweise der Fahrzeugposition zu berücksichtigen. Hierdurch wird die Genauigkeit beim Ermitteln der jeweiligen Position gesteigert.The receiver is preferably designed to receive at least one correction service satellite signal from at least one correction service satellite of a correction service satellite system. The correction service satellite system is, for example, a differential global positioning system which has at least one geostationary satellite as the correction service satellite. The position determination system is then preferably designed to take the received correction service satellite signal into account when determining the satellite-signal-based position or the vehicle position. This increases the accuracy when determining the respective position.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit eine zweite Empfangseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Korrekturdienstsatellitensignal ein zweites Signal bereitzustellen, das einen Korrekturwert beschreibt, und dass entweder die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die satellitensignalbasierte Position in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu ermitteln, oder dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugposition in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu ermitteln. Bei beiden Varianten handelt es sich um Ausführungsformen, die eine vorteilhafte Berücksichtigung des Korrekturdienstsatellitensignals beim Berechnen der Fahrzeugposition gewährleisten. Die zweite Empfangseinrichtung ist vorzugsweise direkt, also unmittelbar, mit dem Empfänger verbunden beziehungsweise in diesen integriert, sodass zumindest durch den Empfänger empfangene Korrekturdienstsatellitensignale ohne Zwischenschaltung weiterer die Korrekturdienstsatellitensignale verarbeitender Einrichtungen an die zweite Empfangseinrichtung übermittelt werden. Der Empfänger und die zweite Empfangseinrichtung sind hierzu vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere ist die zweite Empfangseinrichtung dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob es sich bei einem mittels des Empfängers empfangenen Signal um ein Korrekturdienstsatellitensignal handelt oder nicht, und als zweites Signal nur Korrekturdienstsatellitensignale bereitzustellen beziehungsweise der Verarbeitungseinrichtung beziehungsweise der Recheneinheit zu übermitteln. Das bereitgestellte zweite Signal wird dann entweder durch die Verarbeitungseinrichtung beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position oder durch die Recheneinheit beim Berechnen der Fahrzeugposition berücksichtigt.According to a preferred embodiment it is provided that the processing unit has a second receiving device which is designed to provide a second signal, which describes a correction value, as a function of the received correction service satellite signal, and that either the processing device is designed to depend on the satellite signal-based position to determine from the second signal, or that the arithmetic unit does so is designed to determine the vehicle position as a function of the second signal. Both variants are embodiments which ensure that the correction service satellite signal is advantageously taken into account when calculating the vehicle position. The second receiving device is preferably directly, i.e. directly, connected to the receiver or integrated into it, so that at least the correction service satellite signals received by the receiver are transmitted to the second receiving device without the interposition of other devices processing the correction service satellite signals. For this purpose, the receiver and the second receiving device are preferably electrically connected to one another. In particular, the second receiving device is designed to determine whether a signal received by means of the receiver is a correction service satellite signal or not, and to provide only correction service satellite signals as the second signal or to transmit them to the processing device or arithmetic unit. The second signal provided is then taken into account either by the processing device when determining the satellite-signal-based position or by the computing unit when calculating the vehicle position.

Vorzugsweise weist die Verarbeitungseinheit eine interne Kommunikationsleitung, insbesondere Serial Peripheral Interface (SPI), zur kommunikationstechnischen Verbindung der Verarbeitungseinrichtung mit der ersten Empfangseinrichtung und/oder der zweiten Empfangseinrichtung auf. Bei der internen Kommunikationsleitung handelt es sich um ein technisch einfaches Kommunikationsmittel zum zuverlässigen Übermitteln des ersten und/oder des zweiten Signals an die Verarbeitungseinrichtung.The processing unit preferably has an internal communication line, in particular a serial peripheral interface (SPI), for the communication-related connection of the processing device to the first receiving device and / or the second receiving device. The internal communication line is a technically simple communication means for reliably transmitting the first and / or the second signal to the processing device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Positionsermittlungssystem zur kommunikationstechnischen Verbindung der Recheneinheit mit der Verarbeitungseinrichtung ein Bussystem, das einen insbesondere niederfrequenten Fahrzeugbus umfasst, und/oder zumindest ein Funkmodul aufweist. Durch beide der vorgenannten Kommunikationsmittel ist ein störungsunanfälliges Übermitteln der satellitensignalbasierten Position von der Verarbeitungseinrichtung zu der Recheneinheit gewährleistet. In dem Fall, dass zur kommunikationstechnischen Verbindung das Funkmodul vorhanden ist, ergibt sich außerdem der Vorteil, dass die satellitensignalbasierte Position und/oder die Fahrzeugposition an andere Fahrzeuge übermittelbar sind. Dies geschieht beispielsweise unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Infrastruktureinrichtungen, beispielsweise Lichtzeicheneinlagen in der Umgebung des Fahrzeugs mit dem Positionsermittlungssystem. Das Funkmodul ist dann vorzugsweise als WLAN-P-Modul ausgebildet.According to a preferred embodiment, it is provided that the position determination system for the communication-related connection of the computing unit with the processing device has a bus system that includes a particularly low-frequency vehicle bus and / or at least one radio module. Both of the aforementioned communication means ensure that the satellite-signal-based position is transmitted from the processing device to the computing unit without being susceptible to interference. In the event that the radio module is present for the communication-related connection, there is also the advantage that the satellite-signal-based position and / or the vehicle position can be transmitted to other vehicles. This is done, for example, directly or with the interposition of infrastructure facilities, for example light signal inserts in the vicinity of the vehicle with the position determination system. The radio module is then preferably designed as a WLAN-P module.

Vorzugsweise ist der Empfänger in einen Umfeldsensor für das Fahrzeug integriert. Unter einem Umfeldsensor ist ein Sensormodul zu verstehen, das als Sensoreinrichtung beispielsweise einen Radar-Sensor, Lidar-Sensor, Ultraschall-Sensor, Airbag-Sensor und/oder Kamera-Sensor aufweist. In der Regel weisen Fahrzeuge ohnehin derartige Umfeldsensoren auf. Durch die Integration des Empfängers in den Umfeldsensor wird die Anzahl an Bauteilen beziehungsweise der durch die Bauteile beanspruchte Bauraum verringert. Insbesondere ist die Verarbeitungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform dazu ausgebildet, die mittels der Sensoreinrichtungen des Umfeldsensors bereitgestellten Messdaten zu verarbeiten.The receiver is preferably integrated in an environment sensor for the vehicle. An environment sensor is to be understood as a sensor module which has, for example, a radar sensor, lidar sensor, ultrasonic sensor, airbag sensor and / or camera sensor as a sensor device. As a rule, vehicles have such environment sensors anyway. By integrating the receiver into the environment sensor, the number of components or the installation space required by the components is reduced. In particular, the processing device according to this embodiment is designed to process the measurement data provided by means of the sensor devices of the environment sensor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Positionsermittlungssystem zumindest einen weiteren Empfänger auf, wobei an jedem der Empfänger jeweils eine Verarbeitungseinheit angeordnet ist. Jede der Verarbeitungseinheiten weist dabei jeweils eine Verarbeitungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine satellitensignalbasierte Position zu ermitteln. Die Recheneinheit ist dann dazu ausgebildet, die mehreren satellitensignalbasierten Positionen beim Berechnen der Fahrzeugposition zu berücksichtigen. Wie zuvor beschrieben, erlaubt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Positionsermittlungssystems eine technisch einfache Integration mehrerer Empfänger in das Positionsermittlungssystem. In dem Fall, dass die kommunikationstechnische Verbindung zwischen der Recheneinheit und dem Empfänger durch das Funkmodul gewährleistet ist, ist beim Vorsehen weiterer Empfänger keine zusätzliche Verkabelung der Recheneinheit mit den weiteren Empfängern notwendig. Durch das tatsächliche Vorsehen der mehreren Empfänger und das Berücksichtigen der durch die mehreren Empfänger ermittelten mehreren satellitensignalbasierten Positionen wird die Genauigkeit beim Ermitteln der Fahrzeugposition gesteigert.According to a preferred embodiment, the position determination system has at least one further receiver, a processing unit being arranged on each of the receivers. Each of the processing units each has a processing device which is designed to determine a satellite-signal-based position. The computing unit is then designed to take into account the plurality of satellite signal-based positions when calculating the vehicle position. As described above, the embodiment of the position determination system according to the invention allows a technically simple integration of several receivers into the position determination system. In the event that the communications connection between the processing unit and the receiver is ensured by the radio module, no additional cabling of the processing unit with the other receivers is necessary if additional receivers are provided. By actually providing the plurality of receivers and taking into account the plurality of satellite-signal-based positions determined by the plurality of receivers, the accuracy in determining the vehicle position is increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Inertialsensor an zumindest einem der Empfänger angeordnet. Vorzugsweise sind sowohl ein Beschleunigungssensor als auch ein Drehratensensor an dem Empfänger angeordnet. Unter einer Anordnung ist dabei beispielsweise zu verstehen, dass der Inertialsensor an oder in Empfängergehäuse angeordnet beziehungsweise in dieses integriert ist. Es ergibt sich daraus der Vorteil, dass abgesehen von der Recheneinheit die wesentlichen Teile des Positionsermittlungssystems eine gemeinsame Baugruppe mitausbilden.According to a preferred embodiment, at least one inertial sensor is arranged on at least one of the receivers. Both an acceleration sensor and a yaw rate sensor are preferably arranged on the receiver. An arrangement is to be understood as meaning, for example, that the inertial sensor is arranged on or in the receiver housing or is integrated into it. This results in the advantage that, apart from the computing unit, the essential parts of the position determination system also form a common assembly.

Vorzugsweise ist die Recheneinheit in ein Fahrzeugzentralsteuergerät integriert. Durch die Integration der Recheneinheit in ein ohnehin vorhandenes Steuergerät ergibt sich der Vorteil, dass der durch das Positionsermittlungssystem beziehungsweise die Recheneinheit benötigte Bauraum weiter verringert wird.The computing unit is preferably integrated in a vehicle central control unit. The integration of the arithmetic unit into a control device that is already present has the advantage that the position determination system or the space required for the arithmetic unit is further reduced.

Das erfindungsgemäße karten basierte Navigationssystem zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 12 durch das erfindungsgemäße Positionsermittlungssystem und durch eine kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit verbundene Navigationseinrichtung aus. Die Navigationseinrichtung ist dazu ausgebildet, mittels einer abgespeicherten Wegenetzkarte eine Route ausgehend von der mittels der Recheneinheit berechneten Fahrzeugposition zu einer vorgebbaren Zielposition zu ermitteln. Vorzugsweise weist das Navigationssystem eine kommunikationstechnisch mit der Navigationseinrichtung verbundene Anzeigeeinrichtung, insbesondere Bildschirm, auf, die dazu ausgebildet ist, zumindest die Wegenetzkarte und die berechnete Fahrzeugposition visuell darzustellen. Es ergeben sich daraus die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.The map-based navigation system according to the invention is characterized by the features of claim 12 through the position determination system according to the invention and through a navigation device connected to the computing unit in terms of communication technology. The navigation device is designed to use a stored route network map to determine a route starting from the vehicle position calculated by the computing unit to a predeterminable destination position. The navigation system preferably has a display device connected to the navigation device in terms of communication technology, in particular a screen, which is designed to visually display at least the route network map and the calculated vehicle position. The advantages already mentioned result from this. Further preferred features and combinations of features emerge from what has been described above and from the claims.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 13 durch das erfindungsgemäße Positionsermittlungssystem oder durch das erfindungsgemäße karten basierte Navigationssystem aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile.The vehicle according to the invention, in particular a motor vehicle, is distinguished by the features of claim 13 through the position determination system according to the invention or through the map-based navigation system according to the invention. This also results in the advantages already mentioned.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche und entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:

  • 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Positionsermittlungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 das Kraftfahrzeug mit dem Positionsermittlungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 3 das Kraftfahrzeug mit dem Positionsermittlungssystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
  • 4 das Kraftfahrzeug mit dem Positionsermittlungssystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, identical and corresponding elements being provided with the same reference symbols. Show it:
  • 1 a motor vehicle with a position determination system according to a first embodiment,
  • 2 the motor vehicle with the position determination system according to a second embodiment,
  • 3 the motor vehicle with the position determination system according to a third embodiment, and
  • 4th the motor vehicle with the position determination system according to a fourth embodiment.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Vorderradachse 2 mit zwei lenkbaren Vorderrädern 3 und eine Hinterradachse 4 mit zwei Hinterrädern 5 auf. Außerdem weist das Kraftfahrzeug 1 ein Positionsermittlungssystem 6 auf. 1 shows in a schematic representation a motor vehicle 1 . The car 1 has a front wheel axle 2 with two steerable front wheels 3 and a rear axle 4th with two rear wheels 5 on. In addition, the motor vehicle 1 a position determination system 6th on.

Das Positionsermittlungssystem 6 weist einen an dem Kraftfahrzeug 1 angeordneten Empfänger 7 auf, der dazu ausgebildet ist, Navigationssatellitensignale 8 von nicht dargestellten Navigationssatelliten eines Navigationssatellitensystems 9 zu empfangen. Bei dem Empfänger 7 handelt es sich vorliegend um eine Antenne, die an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise an einer Außenseite der Karosserie, angeordnet ist. Das Positionsermittlungssystem 6 weist außerdem eine Verarbeitungseinheit 11 auf. Diese ist an dem Empfänger 7 angeordnet. Beispielsweise ist die Verarbeitungseinheit 11 hierzu an einem Gehäuse des Empfängers 7 angeordnet beziehungsweise in dieses Gehäuse integriert.The position determination system 6th has one on the motor vehicle 1 arranged recipient 7th on, which is designed to provide navigation satellite signals 8th of navigation satellites, not shown, of a navigation satellite system 9 to recieve. At the recipient 7th In the present case, it is an antenna that is attached to the body of the motor vehicle 1 , for example on an outside of the body, is arranged. The position determination system 6th also has a processing unit 11 on. This is to the recipient 7th arranged. For example, the processing unit 11 this on a housing of the receiver 7th arranged or integrated into this housing.

Die Verarbeitungseinheit 11 weist eine erste Empfangseinrichtung 12 auf, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem mittels des Empfängers 7 empfangenen Navigationssatellitensignal 8 ein erstes Signal bereitzustellen, das mit dem Navigationssatellitensignal 8 korrespondiert. Vorliegend handelt es sich bei der ersten Empfangseinrichtung 12 um einen herkömmlichen mit einem Oszillator ausgestatteten Receiver, der elektrisch mit dem Empfänger 7 verbunden ist.The processing unit 11 has a first receiving device 12 on, which is designed, depending on the means of the receiver 7th received navigation satellite signal 8th provide a first signal that is consistent with the navigation satellite signal 8th corresponds. In the present case, it is the first receiving device 12 a conventional receiver equipped with an oscillator that is electrically connected to the receiver 7th connected is.

Die Verarbeitungseinheit 11 weist außerdem eine Verarbeitungseinrichtung 13 auf, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem durch die erste Empfangseinrichtung 12 bereitgestellten ersten Signal eine satellitensignalbasierte Position des Empfängers 7 zu ermitteln. Zum Bereitstellen des ersten Signals ist die erste Empfangseinrichtung 12 kommunikationstechnisch mit der Verarbeitungseinrichtung 13 verbunden. Hierzu weist die Verarbeitungseinheit 11 eine erste interne Kommunikationsleitung 14, vorliegend ein Serial Peripheral Interface (SPI), auf.The processing unit 11 also has a processing device 13 which is designed to be dependent on the by the first receiving device 12 provided first signal a satellite signal-based position of the receiver 7th to investigate. The first receiving device is used to provide the first signal 12 in terms of communication with the processing device 13 connected. To this end, the processing unit 11 a first internal communication line 14th , in this case a Serial Peripheral Interface (SPI).

Der in 1 dargestellte Empfänger 7 ist außerdem dazu ausgebildet, Korrekturdienstsatellitensignale 15 von nicht dargestellten Korrekturdienstsatelliten eines Korrekturdienstsatellitensystems 16 zu empfangen. Die Verarbeitungseinheit 11 weist eine zweite Empfangseinrichtung 17 auf, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den empfangenen Korrekturdienstsatellitensignalen 15 ein zweites Signal bereitzustellen, das einen Korrekturwert beschreibt. Vorliegend handelt es sich bei der zweiten Empfangseinrichtung 17 um einen herkömmlichen mit einem Oszillator ausgestatteten Receiver, der elektrisch mit dem Empfänger 7 verbunden ist. Die zweite Empfangseinrichtung 17 ist mittels einer zweiten internen Kommunikationsleitung 18, vorliegend eines zweiten Serial Peripheral Interface (SPI), mit der Verarbeitungseinrichtung 13 verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 13 ist dazu ausgebildet, das zweite Signal beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position zu berücksichtigen. Die Verarbeitungseinrichtung 13 ist also dazu ausgebildet, die satellitensignalbasierte Position einerseits in Abhängigkeit von dem ersten Signal und andererseits in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu ermitteln.The in 1 shown recipient 7th is also adapted to receive correction service satellite signals 15th of correction service satellites, not shown, of a correction service satellite system 16 to recieve. The processing unit 11 has a second receiving device 17th which is designed to be dependent on the received correction service satellite signals 15th provide a second signal which describes a correction value. In the present case, it is the second receiving device 17th a conventional receiver equipped with an oscillator that is electrically connected to the receiver 7th connected is. The second receiving device 17th is by means of a second internal communication line 18th , presently a second Serial Peripheral Interface (SPI) with the processing device 13 connected. The processing facility 13 is designed to take the second signal into account when determining the satellite-signal-based position. The processing facility 13 is therefore designed to determine the satellite signal-based position on the one hand as a function of the to determine the first signal and, on the other hand, as a function of the second signal.

Das Positionsermittlungssystem 6 weist weiterhin zumindest einen Inertialsensor auf. Gemäß der Darstellung der 1 sind zwei Inertialsensoren 19 und 20 vorhanden, wobei ein erster Inertialsensor 19 als Beschleunigungssensor 19 ausgebildet ist, und ein zweiter Inertialsensor 20 als Drehratensensor 20. Die Inertialsensoren 19 und 20 sind an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet, sodass die Inertialsensoren 19 und 20 eine Beschleunigung beziehungsweise eine Drehrate des Kraftfahrzeugs 1, erfassen, in dem Bereich des Kraftfahrzeugs 1, in dem die Inertialsensoren 19 und 20 angeordnet sind. Vorliegend sind die Inertialsensoren 19 und 20 im Bereich eines Mitteltunnels des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet.The position determination system 6th furthermore has at least one inertial sensor. According to the representation of the 1 are two inertial sensors 19th and 20th present, with a first inertial sensor 19th as an accelerometer 19th is formed, and a second inertial sensor 20th as a rotation rate sensor 20th . The inertial sensors 19th and 20th are on the motor vehicle 1 arranged so that the inertial sensors 19th and 20th an acceleration or a rate of rotation of the motor vehicle 1 , capture, in the area of the motor vehicle 1 in which the inertial sensors 19th and 20th are arranged. In the present case are the inertial sensors 19th and 20th in the area of a central tunnel of the motor vehicle 1 arranged.

Das Positionsermittlungssystem 6 weist weiterhin eine Recheneinheit 21 auf, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der satellitensignalbasierten Position, der erfassten Beschleunigung und der erfassten Drehrate eine Fahrzeugposition zu ermitteln. Beim Ermitteln der Fahrzeugposition werden also zusätzlich zu den Satellitensignalen 8 und 15, die in Form der satellitensignalbasierten Position berücksichtigt werden, auch die Messdaten der Inertialsensoren 19 und 20 berücksichtigt. Die Recheneinheit 21 ist vorliegend in einem Gehäuse 32 beziehungsweise Recheneinheitsgehäuse 32 des Positionsermittlungssystems angeordnet.The position determination system 6th furthermore has a computing unit 21st which is designed to determine a vehicle position as a function of the satellite-signal-based position, the detected acceleration and the detected rate of rotation. When determining the vehicle position, in addition to the satellite signals 8th and 15th , which are taken into account in the form of the satellite signal-based position, also the measurement data of the inertial sensors 19th and 20th considered. The arithmetic unit 21st is present in a housing 32 or computing unit housing 32 the position determination system arranged.

Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 21 mittels eines Bussystems 22 kommunikationstechnisch mit den Inertialsensoren 19 und 20 verbunden. Das Bussystem 22 weist beispielsweise einen Feldbus, insbesondere CAN-Bus oder als FlexRay-Bus, auf. Alternativ dazu ist die Recheneinheit 21 drahtgebunden oder drahtlos, insbesondere mittels eines Ethernet oder einer Funkverbindung, mit den Inertialsensoren 19 und 20 verbunden. In dem Fall, dass die Recheneinheit 21 mittels der Funkverbindung mit den Inertialsensoren 19 und 20 verbunden ist, weisen die Recheneinheit 21 und die Inertialsensoren 19 und 20 geeignete Kommunikationsmittel zur berührungslosen Übertragung der Beschleunigung beziehungsweise der Drehrate, zumindest von den Inertialsensoren 19, 20 zu der Recheneinheit 21, auf.According to the in 1 The illustrated embodiment is the computing unit 21st by means of a bus system 22nd in terms of communication with the inertial sensors 19th and 20th connected. The bus system 22nd has, for example, a field bus, in particular a CAN bus or as a FlexRay bus. Alternatively, there is the arithmetic unit 21st wired or wireless, in particular by means of an Ethernet or a radio connection, with the inertial sensors 19th and 20th connected. In the event that the computing unit 21st by means of the radio link with the inertial sensors 19th and 20th connected, assign the computing unit 21st and the inertial sensors 19th and 20th suitable communication means for the contactless transmission of the acceleration or the rate of rotation, at least from the inertial sensors 19th , 20th to the computing unit 21st , on.

Die Verarbeitungseinrichtung 13 ist zur Übertragung der satellitensignalbasierten Position kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit 21 verbunden. Gemäß der Darstellung aus 1 ist hierzu ein zweites Bussystem 23 vorgesehen. Dieses weist einen insbesondere niederfrequenter Fahrzeugbus auf. Der Fahrzeugbus ist beispielsweise als CAN-Bus oder als FlexRay-Bus ausgebildet. Alternativ zu dem zweiten Bussystem 23 sind Kommunikationsmittel zur berührungslosen Übertragung der satellitensignalbasierten Position von der Verarbeitungseinrichtung 13 zu der Recheneinheit 21 vorhanden. Wie aus 1 ersichtlich ist, weist das Positionsermittlungssystem 6 keine Kommunikationsmittel auf, durch die das Navigationssatellitensignal 8 selbst von dem Empfänger 7 zu der Recheneinheit 21 übermittelbar ist. Dies könnte beispielsweise durch eine Hochfrequenzleitung erreicht werden, die den Empfänger 7 mit einer in dem Gehäuse 32 angeordneten Empfangseinrichtung, insbesondere Receiver, verbindet. Hinsichtlich einer derartigen Empfangseinrichtung sind das Gehäuse 32 beziehungsweise die Recheneinheit 21 empfangseinrichtungsfrei beziehungsweise receiverfrei ausgebildet.The processing facility 13 is for the transmission of the satellite signal-based position in terms of communication with the computing unit 21st connected. According to the illustration 1 is a second bus system for this 23 intended. This has a particularly low-frequency vehicle bus. The vehicle bus is designed, for example, as a CAN bus or as a FlexRay bus. Alternative to the second bus system 23 are communication means for the contactless transmission of the satellite signal-based position from the processing device 13 to the computing unit 21st available. How out 1 can be seen, the position determination system 6th no means of communication through which the navigation satellite signal 8th even from the recipient 7th to the computing unit 21st can be transmitted. This could be achieved, for example, by a high-frequency line connecting the receiver 7th with one in the case 32 arranged receiving device, in particular receiver, connects. With regard to such a receiving device, the housing 32 or the computing unit 21st Receiving equipment-free or receiver-free.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 21 dazu ausgebildet, die Fahrzeugposition in Abhängigkeit von der satellitensignalbasierten Position einerseits und dem zweiten Signal andererseits zu berechnen. In diesem Fall sind geeignete Kommunikationsmittel zum Übertragen des zweiten Signals von der zweiten Empfangseinrichtung 17 zu der Recheneinheit 21 vorhanden. Das zweite Signal wird dann vorzugsweise beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position durch die Verarbeitungseinrichtung 13 nicht berücksichtigt.According to an alternative embodiment, the arithmetic unit is 21st designed to calculate the vehicle position as a function of the satellite signal-based position on the one hand and the second signal on the other hand. In this case there are suitable communication means for transmitting the second signal from the second receiving device 17th to the computing unit 21st available. The second signal is then preferably used when the satellite signal-based position is determined by the processing device 13 not considered.

Das Positionsermittlungssystem 6 weist weiterhin einen zweiten Empfänger 7A auf. Der zweite Empfänger 7A entspricht dabei bezüglich seiner Ausbildung im Wesentlichen dem Empfänger 7. Demnach weist der zweite Empfänger 7A eine Verarbeitungseinheit 11A, eine erste Empfangseinrichtung 12A, eine Verarbeitungseinrichtung 13A, eine erste interne Kommunikationsleitung 14A, eine zweite Empfangseinrichtung 17A und eine zweite interne Kommunikationsleitung 18A auf. Analog zu der Verarbeitungseinrichtung 13 ist die Verarbeitungseinrichtung 13A des zweiten Empfängers 7A dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von mittels des zweiten Empfängers 7A empfangenen Satellitensignalen 8 und 15 eine satellitensignalbasierte Position zu ermitteln. Außerdem ist auch die zweite Verarbeitungseinrichtung 13A kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit 21 verbunden, vorliegend mittels des zweiten Bussystems 23. Wie vorstehend im Zusammenhang mit der Verarbeitungseinrichtung 13 beschrieben, ist auch die Verarbeitungseinrichtung 13A alternativ zu der Darstellung der 1 durch Kommunikationsmittel, die eine berührungslose Übertragung der mittels der Verarbeitungseinrichtung 13A ermittelten satellitensignalbasierten Position ermöglichen, mit der Recheneinheit 21 verbunden.The position determination system 6th also has a second recipient 7A on. The second recipient 7A essentially corresponds to the recipient in terms of training 7th . Accordingly, the second recipient has 7A a processing unit 11A , a first receiving device 12A , a processing facility 13A , a first internal communication line 14A , a second receiving device 17A and a second internal communication line 18A on. Analogous to the processing device 13 is the processing facility 13A of the second recipient 7A designed to be dependent on by means of the second receiver 7A received satellite signals 8th and 15th determine a satellite signal based position. In addition, the second processing device is also 13A in terms of communication with the computing unit 21st connected, in the present case by means of the second bus system 23 . As above in connection with the processing device 13 is also described the processing device 13A alternative to the representation of the 1 by means of communication, which a contactless transmission of the means of the processing device 13A enable determined satellite signal-based position with the computing unit 21st connected.

Die Recheneinheit 21 ist dazu ausgebildet, die Fahrzeugposition in Abhängigkeit von der mittels der Verarbeitungseinrichtung 13 ermittelten satellitensignalbasierten Position, der mittels der Verarbeitungseinrichtung 13A ermittelten satellitensignalbasierten Position, der Beschleunigung und der Drehrate zu berechnen. Die Empfänger 7 und 7A sind dabei vorzugsweise an unterschiedlichen Stellen der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet, sodass mittels der Empfänger 7 und 7A jeweils Navigationssatellitensignale 8 unterschiedlicher Navigationssatelliten des Navigationssatellitensystems 9 empfangbar sind.The arithmetic unit 21st is designed to determine the vehicle position as a function of the means of the processing device 13 determined satellite signal-based position, which by means of the processing device 13A determined satellite signal-based position, acceleration and Calculate rotation rate. The recipients 7th and 7A are preferably arranged at different points on the body of the motor vehicle, so that by means of the receiver 7th and 7A navigation satellite signals, respectively 8th different navigation satellites of the navigation satellite system 9 are receivable.

Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem eine Navigationseinrichtung 31 auf. Diese ist kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit 21 verbunden und dazu ausgebildet, mittels einer abgespeicherten Wegenetzkarte eine Route ausgehend von der mittels der Recheneinheit 21 berechneten Fahrzeugposition zu einer vorgebbaren Zielposition zu ermitteln. Demnach bilden die Navigationseinrichtung 31 und das Positionsermittlungssystem 6 gemeinsam ein kartenbasiertes Navigationssystem 24 aus. Das karten basierte Navigationssystem 24 weist außerdem eine Anzeigeeinrichtung 25 auf. Diese ist mit der Navigationseinrichtung 31 kommunikationstechnisch verbunden und dazu ausgebildet, zumindest die Wegenetzkarte und die Fahrzeugposition visuell darzustellen.The car 1 also has a navigation device 31 on. This is in terms of communication with the computing unit 21st connected and designed to use a stored route network map to establish a route based on the by means of the computing unit 21st to determine the calculated vehicle position to a specifiable target position. Accordingly, form the navigation device 31 and the position determination system 6th together a map-based navigation system 24 out. The map-based navigation system 24 also has a display device 25th on. This is with the navigation device 31 connected in terms of communication technology and designed to visually display at least the route network map and the vehicle position.

Vorliegend ist die Recheneinheit 21 außerdem mit einem Drehzahlsensor 26 verbunden. Dieser ist einem der Räder 3 zugeordnet und dazu ausgebildet, eine Winkelgeschwindigkeit dieses Rads 3 zu erfassen. Außerdem ist die Recheneinheit 21 vorliegend mit einem Lenkwinkelsensor 27 verbunden. Der Lenkwinkelsensor 27 ist einer nicht dargestellten Lenkhandhabe zugeordnet und dazu ausgebildet, als Lenkwinkel einen vorgegebenen Soll-Lenkwinkel zu ermitteln. Insbesondere ist die Recheneinheit 21 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von den mittels der Verarbeitungseinrichtungen 13 und 13A ermittelten satellitensignalbasierten Positionen, der erfassten Beschleunigung, der erfassten Drehrate, der Winkelgeschwindigkeit und dem ermittelten Lenkwinkel die Fahrzeugposition, eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 und eine Trajektorie des Kraftfahrzeugs 1 zu bestimmen. Außerdem steht der Recheneinheit 21 eine hochgenaue Zeit, beispielsweise Universalzeit, zur Verfügung. Diese ist in der Regel in den Navigationssatellitensignalen 8 und/oder in den Korrekturdienstsatellitensignalen 15 enthalten.The arithmetic unit is here 21st also with a speed sensor 26th connected. This is one of the wheels 3 assigned and designed to provide an angular speed of this wheel 3 capture. In addition, the arithmetic unit is 21st present with a steering angle sensor 27 connected. The steering angle sensor 27 is assigned to a steering handle (not shown) and is designed to determine a predetermined target steering angle as the steering angle. In particular, is the computing unit 21st designed to be dependent on the means of the processing devices 13 and 13A determined satellite signal-based positions, the detected acceleration, the detected rate of rotation, the angular speed and the determined steering angle, the vehicle position, a speed of the motor vehicle 1 and a trajectory of the motor vehicle 1 to determine. The arithmetic unit is also available 21st a highly precise time, for example universal time, is available. This is usually in the navigation satellite signals 8th and / or in the correction service satellite signals 15th contain.

2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 mit dem Positionsermittlungssystem 6 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten Positionsermittlungssystem 6 eingegangen wird. Gemäß dem in 2 dargestellten Positionsermittlungssystem 6 ist die Recheneinheit 21 in ein Steuergerät 28 integriert. In diesem Fall handelt es sich bei dem Gehäuse 32 um ein dem Steuergerät 32 zugeordnetes Gehäuse 32. Das Steuergerät 28 ist vorliegend als Fahrzeugzentralsteuergerät ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das Steuergerät 28 als Airbag-Steuergerät und/oder als Fahrdynamikregelungssteuergerät ausgebildet. Durch die Integration der Recheneinheit 21 in das Steuergerät 28 wird der Bauraum, der für das Positionsermittlungssystem 6 benötigt wird, reduziert. 2 shows the motor vehicle 1 with the position determination system 6th according to a second exemplary embodiment, the following essentially referring to the differences from that in 1 position determination system shown 6th is received. According to the in 2 position determination system shown 6th is the arithmetic unit 21st into a control unit 28 integrated. In this case it is the case 32 to the control unit 32 assigned housing 32 . The control unit 28 is designed here as a vehicle central control unit. As an alternative or in addition, there is the control unit 28 designed as an airbag control unit and / or as a driving dynamics control unit. Through the integration of the computing unit 21st into the control unit 28 becomes the space required for the position determination system 6th required is reduced.

3 zeigt das Kraftfahrzeug 1 mit dem Positionsermittlungssystem 6 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten Positionsermittlungssystem 6 eingegangen wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 sind an dem Empfänger 7 zwei Inertialsensoren 19A und 20A angeordnet. Bei den Inertialsensoren 19A und 20A handelt es sich um einen Beschleunigungssensor 19A und einen Drehratensensor 20A. Die Inertialsensoren 19A und 20A sind alternativ oder zusätzlich zu den Inertialsensoren 19 und 20 vorhanden. Die Inertialsensoren 19A und 20A sind mittels des Bussystems 22 kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit 21 verbunden. Diese ist dazu ausgebildet, die mittels der Inertialsensoren 19A und 20A erfasste Beschleunigung beziehungsweise Drehrate beim Berechnen der Fahrzeugposition zu berücksichtigen. Außerdem weist das Positionsermittlungssystem 6 zwei Inertialsensoren 19B und 20B auf, die an dem zweiten Empfänger 7A angeordnet sind. Auch bei den Inertialsensoren 19B und 20B handelt es sich vorliegend um einen Beschleunigungssensor 19B und einen Drehratensensor 20B. Auch die Inertialsensoren 19B und 20B sind mittels des Bussystems 22 mit der Recheneinheit 21 verbunden, die dazu ausgebildet ist, die mittels der Inertialsensoren 19B und 20B ermittelte Beschleunigung beziehungsweise Drehrate beim Berechnen der Fahrzeugposition zu berücksichtigen. 3 shows the motor vehicle 1 with the position determination system 6th according to a third exemplary embodiment, the following essentially referring to the differences from that in 1 position determination system shown 6th is received. According to the embodiment of 3 are at the recipient 7th two inertial sensors 19A and 20A arranged. With the inertial sensors 19A and 20A it is an acceleration sensor 19A and a rotation rate sensor 20A . The inertial sensors 19A and 20A are alternative or in addition to the inertial sensors 19th and 20th available. The inertial sensors 19A and 20A are by means of the bus system 22nd in terms of communication with the computing unit 21st connected. This is designed to use the inertial sensors 19A and 20A to take into account detected acceleration or rate of rotation when calculating the vehicle position. In addition, the position determination system 6th two inertial sensors 19B and 20B on that to the second recipient 7A are arranged. Even with the inertial sensors 19B and 20B In the present case, it is an acceleration sensor 19B and a rotation rate sensor 20B . The inertial sensors too 19B and 20B are by means of the bus system 22nd with the arithmetic unit 21st connected, which is designed to use the inertial sensors 19B and 20B to take into account determined acceleration or rate of rotation when calculating the vehicle position.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Verarbeitungseinrichtungen 13 und 13A dazu ausgebildet, beim Ermitteln der satellitensignalbasierten Position die mittels der Inertialsensoren 19A und 20A beziehungsweise 19B und 20B ermittelten Drehraten beziehungsweise Beschleunigungen zu berücksichtigen.According to an alternative embodiment, the processing devices are 13 and 13A designed to use the inertial sensors when determining the satellite-signal-based position 19A and 20A respectively 19B and 20B to take into account determined rotation rates or accelerations.

4 zeigt das Kraftfahrzeug 1 mit dem Positionsermittlungssystem 6 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten Positionsermittlungssystem 6 eingegangen wird. Gemäß der Darstellung aus 4 ist der Empfänger 7 in einen ersten Umfeldsensor 29 integriert. Der zweite Empfänger 7A ist in einem zweiten Umfeldsensor 29A des Kraftfahrzeugs 1 integriert. Unter einem Umfeldsensor ist dabei ein Sensormodul zu verstehen, das eine ein Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 erfassende Sensoreinrichtung aufweist. Der Umfeldsensor 29 weist eine Sensoreinrichtung 30 und der Umfeldsensor 29A eine Sensoreinrichtung 30A auf. Die Sensoreinrichtungen 30 und 30A sind beispielsweise als Radar-Sensor, Lidar-Sensor, Ultraschall-Sensor, Airbag-Sensor oder Kamera-Sensor ausgebildet. 4th shows the motor vehicle 1 with the position determination system 6th according to a fourth embodiment, the following essentially referring to the differences from that in 1 position determination system shown 6th is received. According to the illustration 4th is the recipient 7th in a first environment sensor 29 integrated. The second recipient 7A is in a second environment sensor 29A of the motor vehicle 1 integrated. An environment sensor is to be understood as a sensor module, one of which is an environment of the motor vehicle 1 having detecting sensor device. The environment sensor 29 has a sensor device 30th and the environment sensor 29A a sensor device 30A on. The sensor devices 30th and 30A are designed, for example, as a radar sensor, lidar sensor, ultrasonic sensor, airbag sensor or camera sensor.

Bei den Verarbeitungseinrichtungen 13 beziehungsweise 13A handelt es sich gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel um Verarbeitungseinrichtungen 13 beziehungsweise 13A, die dazu ausgebildet sind, die mittels der Sensoreinrichtungen 30 oder 30A erfassten Messdaten zu verarbeiten. Hierzu sind die Verarbeitungseinrichtungen 13 und 13A kommunikationstechnisch mit den Sensoreinrichtungen 29 beziehungsweise 29A verbunden. Alternativ dazu weist jeder der Umfeldsensoren 29 und 29A jeweils eine zusätzliche nicht dargestellte Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Messdaten der Sensoreinrichtungen 29 oder 29A auf.At the processing facilities 13 respectively 13A according to the in 4th illustrated embodiment to processing devices 13 respectively 13A which are designed to be activated by means of the sensor devices 30th or 30A process recorded measurement data. The processing facilities are for this purpose 13 and 13A in terms of communication with the sensor devices 29 respectively 29A connected. Alternatively, each of the environment sensors 29 and 29A an additional processing device (not shown) for processing the measurement data of the sensor devices 29 or 29A on.

Claims (12)

Positionsermittlungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Empfänger (7, 7A), insbesondere Antenne, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein Navigationssatellitensignal (8) wenigstens eines Navigationssatelliten zu empfangen, mit zumindest einem Inertialsensor (19, 19A, 19B, 20, 20A, 20B), der dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung und/oder eine Drehrate zu erfassen, und mit einer Recheneinheit (21), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem zumindest einen Navigationssatellitensignal (8) einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits eine Fahrzeugposition in einem globalen Koordinatensystem zu bestimmen, gekennzeichnet durch eine an dem Empfänger (7, 7A) angeordnete Verarbeitungseinheit (11, 11A), die eine mit der separat von dem Empfänger (7, 7A) handhabbaren Recheneinheit (21) kommunikationstechnisch verbundene Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) aufweist, wobei die Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem zumindest einen Navigationssatellitensignal (8) eine satellitensignalbasierte Position des Empfängers (7, 7A) zu ermitteln, und wobei die Recheneinheit (21) dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugposition aus der satellitensignalbasierten Position einerseits und der Beschleunigung und/oder der Drehrate andererseits zu berechnen.Position determination system for a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one receiver (7, 7A), in particular antenna, which is designed to receive at least one navigation satellite signal (8) from at least one navigation satellite, with at least one inertial sensor (19, 19A, 19B, 20 , 20A, 20B), which is designed to detect an acceleration and / or a rate of rotation, and with a computing unit (21) which is designed to, on the one hand, depend on the at least one navigation satellite signal (8) and the acceleration and / or or the rate of rotation, on the other hand, to determine a vehicle position in a global coordinate system, characterized by a processing unit (11, 11A) which is arranged on the receiver (7, 7A) and which has a processing unit (21) that can be handled separately from the receiver (7, 7A). has a processing device (13, 13A) connected by communication technology, the processing device (13, 13A) being designed for this i st to determine a satellite-signal-based position of the receiver (7, 7A) as a function of the at least one navigation satellite signal (8), and the computing unit (21) is designed to determine the vehicle position from the satellite-signal-based position on the one hand and the acceleration and / or the To calculate the rotation rate on the other hand. Positionsermittlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11, 11A) eine erste Empfangseinrichtung (12, 12A) aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Navigationssatellitensignal (8) ein erstes Signal bereitzustellen, das mit dem Navigationssatellitensignal (8) korrespondiert, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die satellitensignalbasierte Position in Abhängigkeit von dem ersten Signal zu ermitteln.Position determination system according to Claim 1 , characterized in that the processing unit (11, 11A) has a first receiving device (12, 12A) which is designed to provide a first signal, which corresponds to the navigation satellite signal (8), as a function of the received navigation satellite signal (8), wherein the processing device is designed to determine the satellite-signal-based position as a function of the first signal. Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (7, 7A) dazu ausgebildet ist, zumindest ein Korrekturdienstsatellitensignal (15) wenigstens eines Korrekturdienstsatelliten eines Korrekturdienstsatellitensystems (16) zu empfangen.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver (7, 7A) is designed to receive at least one correction service satellite signal (15) of at least one correction service satellite of a correction service satellite system (16). Positionsermittlungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11, 11A) eine zweite Empfangseinrichtung (17, 17A) aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem empfangenen Korrekturdienstsatellitensignal (15) ein zweites Signal bereitzustellen, das einen Korrekturwert beschreibt, und dass entweder die Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) dazu ausgebildet ist, die satellitensignalbasierte Position in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu ermitteln oder dass die Recheneinheit (21) dazu ausgebildet ist, die Fahrzeugposition in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu ermitteln.Position determination system according to Claim 3 , characterized in that the processing unit (11, 11A) has a second receiving device (17, 17A) which is designed to provide a second signal as a function of the received correction service satellite signal (15), which describes a correction value, and that either the Processing device (13, 13A) is designed to determine the satellite-signal-based position as a function of the second signal or that the computing unit (21) is designed to determine the vehicle position as a function of the second signal. Positionsermittlungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (11, 11A) eine interne Kommunikationsleitung (14, 14A, 18, 18A), insbesondere Serial Peripheral Interface (SPI), zur kommunikationstechnischen Verbindung der Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) mit der ersten Empfangseinrichtung (12, 12A) und/oder der zweiten Empfangseinrichtung (17, 17A) aufweist.Position determination system according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that the processing unit (11, 11A) has an internal communication line (14, 14A, 18, 18A), in particular Serial Peripheral Interface (SPI), for the communication-related connection of the processing device (13, 13A) with the first receiving device (12, 12A) and / or the second receiving device (17, 17A). Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsermittlungssystem (6) zur kommunikationstechnischen Verbindung der Recheneinheit (21) mit der Verarbeitungseinrichtung (13, 13A) ein Bussystem (23), das einen insbesondere niederfrequenten Fahrzeugbus umfasst, und/oder zumindest ein Funkmodul aufweist.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized in that the position determination system (6) for the communication-related connection of the computing unit (21) with the processing device (13, 13A) has a bus system (23) which comprises a particularly low-frequency vehicle bus and / or at least one Having radio module. Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (7, 7A) in einen Umfeldsensor (29, 29A) für das Fahrzeug (1) integriert ist.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver (7, 7A) is integrated in an environment sensor (29, 29A) for the vehicle (1). Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen weiteren Empfänger (7, 7A), wobei an jedem der Empfänger (7, 7A) jeweils eine Verarbeitungseinheit (11, 11A) angeordnet ist.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized by at least one further receiver (7, 7A), a processing unit (11, 11A) being arranged on each of the receivers (7, 7A). Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Inertialsensor (19A, 19B, 20A, 20B) an zumindest einem der Empfänger (7, 7A) angeordnet ist.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one inertial sensor (19A, 19B, 20A, 20B) is arranged on at least one of the receivers (7, 7A). Positionsermittlungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (21) in ein FahrzeugzentralSteuergerät (28) integriert ist.Position determination system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the computing unit (21) is integrated in a vehicle central control unit (28). Karten basiertes Navigationssystem (24), mit einem Positionsermittlungssystem (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, und mit einer kommunikationstechnisch mit der Recheneinheit (21) verbundenen Navigationseinrichtung (31), die dazu ausgebildet ist, mittels einer abgespeicherten Wegenetzkarte eine Route ausgehend von der mittels der Recheneinheit (21) berechneten Fahrzeugposition zu einer vorgebbaren Zielposition zu ermitteln.Map-based navigation system (24) with a position determination system (6) according to one of the Claims 1 to 10 , and with a navigation device (31) connected to the computing unit (21) in terms of communication technology, which is designed to use a stored route network map to determine a route from the vehicle position calculated by the computing unit (21) to a specifiable destination position. Fahrzeug (1), insbesondere Kraftfahrzeug (1), gekennzeichnet durch ein Positionsermittlungssystem (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder durch ein kartenbasiertes Navigationssystem (24) gemäß Anspruch 11.Vehicle (1), in particular motor vehicle (1), characterized by a position determination system (6) according to one of the Claims 1 to 10 or by a map-based navigation system (24) according to Claim 11 .
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