DE19731360A1 - Ortungsgerät für Landfahrzeuge - Google Patents
Ortungsgerät für LandfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ortungsgerät für Landfahrzeuge mit
einer in das Landfahrzeug einzubauenden Aufnahme, für Sensoren
zur Erfassung von Bewegungskomponenten des Landfahrzeugs zum
Zwecke der Standortbestimmung.
Ortungsgeräte für Landfahrzeuge, die insbesondere die Naviga
tion auf Straßen durch optische und/oder akustische Hinweise
unterstützen sollen, müssen eine zuverlässige Standortbestim
mung ermöglichen. Für eine grobe Standortbestimmung stehen
Satelliten-Navigationsverfahren zur Verfügung, die jedoch die
benötigte Genauigkeit nicht ermöglichen. Für eine genauere
Ortsbestimmung ausgehend von einem bekannten Ausgangspunkt ist
es bekannt, die Bewegung des Fahrzeugs zu sensieren und hier
aus jeweils einen neuen Standort zu errechnen. Die Bewegung
des Landfahrzeugs kann mit Hilfe der in moderneren Kraftfahr
zeugen vorhandenen ABS-Sensoren erfolgen. Dies ist aber nur
sinnvoll, wenn eine Ortungseinrichtung für das Kraftfahrzeug
mit der Erstausrüstung erstellt wird, da eine nachträgliche
Ausrüstung einen aufwendigen Eingriff in die Elektronik des
Kraftfahrzeugs erfordert, wenn die vorhandenen ABS-Sensoren
für die Ortsbestimmung ausgenutzt werden sollen.
Es ist daher bekannt, Ortungsgeräte, die Teil eines Naviga
tionsgeräts sein können, als autarke Geräte mit eigenen Senso
ren herzustellen und in das Landfahrzeug einzubauen. Dabei
ergibt sich allerdings das Problem, daß das Gerät in unter
schiedlichen Kraftfahrzeugtypen in unterschiedlicher Weise
eingebaut werden muß. Die in den Ortungsgeräten üblicherweise
vorhandenen Sensoren, wie Beschleunigungssensoren und Drehra
tensensoren, benötigen jedoch eine definierte Ausrichtung re
lativ zur Horizontalen, da der Beschleunigungssensor möglichst
genau die Horizontalkomponente der Bewegung des Kraftfahrzeugs
erfassen muß und der Drehratensensor die Drehbewegung um die
lotrechte Achse erfassen soll. Dies führt dazu, daß Ortungs
geräte, die in verschiedenen Kraftfahrzeugtypen eingebaut wer
den sollen, in entsprechenden unterschiedlichen Gerätetypen
hergestellt werden müssen, um eine möglichst an den Idealzu
stand angenäherte Ausrichtung der Sensoren beim Einbau zu ge
währleisten. Lageungenauigkeiten beim Einbau des Gehäuses des
Ortungsgeräts können dabei zu systematischen Fehlern bei der
Standortbestimmung durch die Sensorsignale führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, die
Typenvielfalt für die in verschiedene Landfahrzeugtypen ein
zubauenden Ortungsgeräte zu verringern und die Standort
bestimmung mit den Ortungsgeräten zu verbessern.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit einem Ortungsgerät der
eingangs erwähnten Art gelöst, bei dem wenigstens ein Sensor
beweglich in der Aufnahme gelagert und in eine Meßlage des
Sensors nachführbar ist.
Durch die erfindungsgemäße bewegliche Lagerung des Sensors in
der Aufnahme besteht eine größere Freiheit für den Einbau des
Ortungsgeräts, das Teil eines Navigationsgeräts sein kann, in
ein Landfahrzeug, da - zumindest in einem gewissen Rahmen -
der Sensor unabhängig von der durch ein Gehäuse oder eine Mon
tageplattform gebildeten Aufnahme in eine zuverlässige Ergeb
nisse ermöglichende Meßlage bringbar ist. Die Nachführung des
Sensors in die Meßlage kann selbsttätig erfolgen, wenn die
Lagerung des Sensors mit wenigstens einem Freiheitsgrad zur
Ausbildung eines stabilen Gleichgewichts unter Einfluß der
Erdanziehung realisiert ist, da sich der Sensor aufgrund sei
nes Gewichtes immer in die geeignete Meßlage bringt. Dabei ist
es möglich, einen erforderlichen Schrägeinbau des Ortungsge
räts, beispielsweise in einem senkrecht zur Fahrtrichtung ab
geschrägt angeordneten Armaturenbrett, durch Aufhängung an
einer im wesentlichen horizontalen Drehachse auszugleichen.
Bei komplizierteren Einbaulagen kann eine kardanische Aufhän
gung mit mehreren Freiheitsgraden zweckmäßig sein.
Alternativ zur selbsttätigen Ausrichtung des Sensors kann die
Nachführung mit einer regelbaren Lagerung vorgenommen werden,
wobei vorzugsweise ein Erdbeschleunigungssensor als Teil einer
Regelung für die Lagerung des Sensors vorgesehen werden kann.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Ortungsgeräte mit
einem Drehratensensor und/oder einem Beschleunigungssensor für
die Ermittlung von Bewegungskomponenten des Landfahrzeugs.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es
zeigen:
Fig. 1 eine die selbsttätige Ausrichtung des Sensors
in einer Meßlage ermöglichenden Aufhängung des
Sensors eines Ortungsgeräts,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine sensorgesteu
erte Nachführung der Meßlage des Sensors.
In der Zeichnung ist ein Sensor Sx dargestellt, der zur Bestim
mung einer Bewegungskomponente eines Landfahrzeugs dient. Der
schematisch dargestellte Sensor Sx kann ein Beschleunigungssen
sor, ein Drehratensensor, eine Kombination von beiden oder
auch eine Kombination von mehreren Beschleunigungssensoren und
mehreren Drehratensensoren sein. Der Sensor Sx ist auf einer
als Aufnahme dienenden Montageplattform M mit U-förmigen
Schenkeln gelagert, die ihrerseits an entsprechenden Schenkeln
einer fahrzeugfesten Halterung F in Form eines umgekehrten U
mit Hilfe einer Drehachse A gelagert ist. Für dieses Ausfüh
rungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die fahrzeugfeste
Halterung F, die Teil eines (nicht dargestellten) Gehäuses des
Navigationsgeräts ist so erfolgt, daß die Drehachse A senk
recht zur Fahrzeuglängsachse liegt, aber möglicherweise in
diese Ausrichtung im übrigen schräg erfolgt, so daß sich der
Sensor Sx aufgrund seines Gewichtes in eine waagerechte Lage
selbsttätig einstellt.
Zur Vermeidung von Schaukelbewegungen durch die Fahrzeugbewe
gung ist eine dynamische Dämpfung D, beispielsweise in Form
einer Wirbelstrombremse oder mit Hilfe einer hochviskosen
Flüssigkeit vorgesehen.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Montageplattform M an einer Ecke auf einem Lager L drehbar
gelagert. An zwei anderen Ecken ist die Lagerung mit Aktuato
ren A1 und A2 höhenverstellbar, so daß eine Dreipunktlagerung
gegeben ist, mit der die Waagerechte für die Montageplattform
M einstellbar ist. Die Lage der Montageplattform M, auf der
sich der Sensor Sx befindet, wird durch einen Erdbeschleuni
gungssensor S1 bestimmt, dessen Ausgangssignal maximal ist,
wenn die Montageplattform M in der Waagerechten ausgerichtet
ist. Das Ausgangssignal des Sensor S1 gelangt auf einen Regler
R, der die Aktuatoren A1 und A2 entsprechend steuert. Der Sen
sor Sx erhält somit durch die Montageplattform M eine horizon
tale Bezugsebene.
Es ist ohne weiteres erkennbar, daß das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 einen beliebigen Schrägeinbau des Gehäuses er
möglicht. Für einen Schrägeinbau bezüglich mehrerer Achsen
müßte das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unter Beibehaltung
des selbstjustierenden Prinzips dahingegen modifiziert werden,
das eine kardanische Aufhängung realisiert wird, die eine Ju
stierung in mehreren Freiheitsgraden ermöglicht.
Claims (8)
1. Ortungsgerät für Landfahrzeuge mit einer in das Landfahr
zeug einzubauenden Aufnahme (M) für Sensoren (Sx) zur Er
fassung von Bewegungskomponenten des Landfahrzeugs zum
Zweck der Standortbestimmung, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Sensor (Sx) beweglich in der Aufnahme (M)
gelagert und in eine Meßlage des Sensors (Sx) nachführbar
ist.
2. Ortungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Nachführung des Sensors (Sx) die Lagerung (L, A1, A2)
regelbar ausgebildet ist.
3. Ortungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen
Erdbeschleunigungssensor (S1) als Teil einer Regelung (R)
für die Lagerung des Sensors (Sx).
4. Ortungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Lagerung (A) mit wenigstens einem Freiheitsgrad zur Aus
bildung eines stabilen Gleichgewichts unter Einfluß der
Erdanziehung.
5. Ortungsgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen
Aufhängung des Sensors (Sx) an einer im wesentlichen hori
zontalen Drehachse (A).
6. Ortungsgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine
kardanische Aufhängung des Sensors (Sx).
7. Ortungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, ge
kennzeichnet durch ein dynamisches Dämpfungselement (D)
für die Bewegung des Sensors (Sx).
8. Ortungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnete, daß der beweglich gelagerte Sensor (Sx)
ein Drehratensensor und/oder Beschleunigungssensor ist.
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Family Applications (1)
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