DE60014848T2 - Geländenavigationsgerät für tiere mit beinen - Google Patents

Geländenavigationsgerät für tiere mit beinen Download PDF

Info

Publication number
DE60014848T2
DE60014848T2 DE60014848T DE60014848T DE60014848T2 DE 60014848 T2 DE60014848 T2 DE 60014848T2 DE 60014848 T DE60014848 T DE 60014848T DE 60014848 T DE60014848 T DE 60014848T DE 60014848 T2 DE60014848 T2 DE 60014848T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
course
velocity
legged
legged animal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60014848T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60014848D1 (de
Inventor
Richard Harold Warren Bracknell REILLY
Richard John Liskeard FOUNTAIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems PLC
Original Assignee
BAE Systems PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAE Systems PLC filed Critical BAE Systems PLC
Publication of DE60014848D1 publication Critical patent/DE60014848D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60014848T2 publication Critical patent/DE60014848T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/188Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/006Pedometers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelände-Navigationsgerät zur Durchführung einer Geländenavigation eines auf Beinen laufenden Lebewesens, insbesondere für eine menschliche Person, die ohne ein Transportfahrzeug ein Gelände durchquert.
  • Es gibt eine Reihe von Navigations-Hilfsmitteln, die gegenwärtig zur Benutzung auf dem offenen Feld oder einer ähnlichen Umgebung üblich sind. Diese Hilfsmittel umfassen beispielsweise folgende Geräte: einen Magnetkompass zur Feststellung des wirklichen Kurses; einen Magnetkompass mit Pedometer zur Durchführung der Koppelnavigation; einen Magnetkompass zur Durchführung des Ablaufs eines Fixpunktes auf einer Landmarke, wodurch eine Berechnung der Position ermöglicht wird; Durchgang auf zwei Landmarken oder einer oberen Fixierung auf einer Landmarke, was eine Korrektur von Positionsfehlern ermöglicht; GPS- und JTIDS-Fixierungen zur Korrektur von Positionsfehlern; barometrische Höhenaktualisierung zur Korrektur von Höhenfehlern; und feste Geräte zur Korrektur von Position und Höhe, wo die Kenntnis gewisser Geländemerkmale benutzt werden kann, um Position und Höhe zu aktualisieren, so ermöglicht beispielsweise die Kreuzung eines bestimmten Abschnitts einer geraden Straße eine Korrektur von Positionsfehlern in einer Richtung senkrecht zur Straße, selbst wenn der Kreuzungspunkt nicht genau definiert ist und das Kreuzen eines bekannten Sattelpunktes eine Korrektur der Höhe ermöglicht.
  • Schwierigkeiten haben sich jedoch in einem ungünstigen Gelände ergeben als Folge von Wirkungen, wie z.B. einer Interferenz oder störenden Unterdrückung von GPS, von magnetischen Einflüssen, die Magnetkompasse stören infolge von Schwierigkeiten variabler Bodenbeschaffenheit, was zu Pedometerfehlern führt und eine schlechte Sichtbarkeit, die das Lesen der Karte oder die Sicht auf Landmarken beeinträchtigt. Diese Probleme sind sämtlich dadurch charakterisiert, dass Diskontinuitäten in dem verfügbaren Sensor oder der Zielinformation auftreten. Diese Diskontinuitäten können zu kritischen Zeiten auftreten und sind deshalb höchst unerwünscht.
  • Jüngere Entwicklungen von Trägheits-Navigationseinheiten (Inertial Navigation Units (INU)) haben zur Erzeugung immer kleinerer Einheiten geführt. Dies kann auf der Faseroptik-Kreiseltechnologie (FOG) beruhen, aber diese Geräte sind immer noch verhältnismäßig kostspielig. Ein INU kann mit einigen oder allen zusätzlichen der oben beschriebenen Zielquellen integriert werden, wodurch es möglich wird, die oben erwähnten Spalten der zugeordneten Zielquellen zu überbrücken. Jedoch liegt der Nachteil teilweise in der Größe des FOG INU und teilweise in den Kosten. Beispielsweise beschreibt die DE 198 30 150 A eine derartige Einheit mit einer einzigen FOG INU-Einheit mit am Stiefel montierten Kontaktmitteln, die durch den Benutzer getriggert wird, wenn es erwünscht ist, eine Korrektur vorzunehmen, beispielsweise einen Null-Aktualisierungshalt oder einen Koordinaten-Aktualisierungshalt zur Weitergabe an einen Trägheitssensor, der entweder ebenfalls am Stiefel montiert oder in der Hand gehalten wird.
  • Jüngste Fortschritte in der Silizium-Kreiseltechnologie haben zu Kreiselgeräten geführt, die auf Silizium-Produktionsstrecken erzeugt werden können. Dies hat den Vorteil einer geringen Größe, die Möglichkeit einer Massenproduktion und geringe Kosten. Jedoch liegt das Kreiselverhalten am unteren Ende für die Arbeitsweise eines INU. Diese Kreisel und ähnliche Silizium-Beschleunigungsmesser bilden die Basis für ein INU mit geringer Leistung und liefern eine autonome, freie Navigation, die nur während sehr kurzer Zeitperioden nützlich ist.
  • Es besteht daher der Bedarf nach einem allgemein verbesserten Gerät zur Durchführung einer Geländenavigation im offenen Feld, wobei sehr kleine, billige Kreiselgeräte in Verbindung mit einem System benutzt werden können, deren Leistung verbessert ist und eine adäquate Leistung unter Bedingungen ermöglicht, wie sie im Freien angetroffen werden.
  • Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung betrifft diese ein Gelände-Navigationsgerät für ein auf Beinen das Gelände ohne Fahrzeug-Transportmittel durchquerendes Lebewesen (2) mit den folgenden Merkmalen: ein erstes System (59) zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) mit Sensormitteln zur Erfassung der Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden, wobei die Sensormittel Ausgangssignale liefern, die eine erste Geschwindigkeit, einen ersten Kurs und eine erste Position des auf Beinen laufenden Lebewesens anzeigen, wobei das erste System (59) im unteren Beinbereich oder am Fuß des auf Beinen laufenden Lebewesens angeordnet ist; Kontaktmittel (11), die innnerhalb eines Geschwindigkeitsprofils, das die Bewegung eines der Füße (13a, 13b) des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) beschreibt, eine Periode errichten, wo die Geschwindigkeit Null sein sollte, einer vollen oder teilweisen Berührung des jeweiligen Fußes mit dem umgebenden Gelände (3) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein zweites System (4) vorhanden ist, um Position, Geschwindigkeit und Kurs des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) zu bestimmen, welches System Sensormittel aufweist, um die Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden festzustellen, wobei die Sensormittel Ausgangssignale liefern, die eine zweite Geschwindigkeit, einen zweiten Kurs und eine zweite Position des auf Beinen laufenden Lebewesens angeben, wobei das zweite System (4) im unteren Bereich (5, 5a) des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) angeordnet ist und wobei Fehler-Berechnungsmittel (15) als Eingangssignale das Geschwindigkeitsprofil während der Periode empfangen und die Null-Geschwindigkeit vom Geschwindigkeitsprofil aktualisiert wird, um den Geschwindigkeitsfehler im ersten System (59) zu korrigieren und eine Abschätzung von Fehlern (19) zu liefern, die den Sensor-Ausgangssignalen (61, 63, 65) des ersten Systems zugeordnet sind, wobei die Fehlerabschätzungen mit den Ausgangssignalen von dem ersten System (59) zusammenwirken, um eine erste Positions-Abschätzung des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) zu erzeugen, und wobei die Null-Geschwindigkeits-Aktualisierung vom ersten System (59) benutzt wird, um die Geschwindigkeitsfehler im zweiten System (4) zu minimieren und um eine zweite Positions-Abschätzung für das auf Beinen laufende Lebewesen (2) von dem zweiten System (4) zu schaffen und wobei wenigstens eine Summationsstation (51, 71) vorgesehen ist, um die erste Position und die zweite Position zu kombinieren, wenn diese durch Fehler der Fehler-Berechnungsmittel (15) korrigiert wurden, um eine Positionsdifferenz zum Eingang der Fehler-Berechnungsmittel zu schaffen und um Korrekturen für das erste und zweite System (59, 4) zu schaffen.
  • Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Gerät bestimmt für ein auf Beinen laufendes Lebewesen in Gestalt einer Person.
  • Zweckmäßigerweise umfasst jedes Sensormittel drei senkrecht aufeinander stehende Kraftsensoren und drei orthogonal aufeinander stehende Winkelgeschwindigkeits-Sensoren.
  • Vorzugsweise sind die Kontaktmittel als Anpassfilteranordnung ausgebildet.
  • Vorzugsweise sind die Filtermittel als Druckschalteranordnung ausgebildet.
  • Zweckmäßigerweise stellt das Geschwindigkeitsprofil den ersten Geschwindigkeitsausgang von dem ersten System dar.
  • Zweckmäßigerweise umfassen die Fehler-Berechnungsmittel ein Kalman-Filter.
  • Vorzugsweise umfasst das Gerät einen Kursanzeiger zur Bestimmung des wirklichen Kurses eines auf Beinen laufenden Lebewesens, wobei der Kursanzeiger betriebsmäßig dem zweiten System zugeordnet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist der Kursanzeiger ein Magnetkompass, der auf einen magnetischen Kursanzeiger einwirkt.
  • Vorzugsweise ist das Satellitenfunk-Navigationssystem ein Global Positioning System (GPS), welches als Ausgang eine GPS-Position und eine GPS-Geschwindigkeit liefert.
  • Die vorliegende Erfindung ist geeignet zur Benutzung durch ein auf Beinen laufendes Lebewesen, das sich über das Gelände bewegt, indem das Gelände durch Füße berührt wird oder durch an den Füßen angeschnallte Ski, beispielsweise ein menschliches Wesen, und zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung wird das auf Beinen laufende Lebewesen als ein Mann bezeichnet.
  • Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Mannes, der das Gelände auf seinen Füßen durchquert und ein erfindungsgemäßes Gerät trägt;
  • 2 ist ein Blockschaltbild eines Gerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Durchführung einer Geländenavigation eines Mannes gemäß 1;
  • 3 ist eine graphische Darstellung der Kontaktmittel, die einen Teil des Gerätes gemäß 2 bilden;
  • 4 ist eine graphische Darstellung der verschiedenen Schrittperioden, anwendbar auf die Kontaktmittel des Gerätes nach 2;
  • 5 ist ein Blockschaltbild, welches ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, mit dem eine Geländenavigation durch den Mann gemäß 1 durchgeführt werden kann, und
  • 6 stellt in einem Blockdiagramm die funktionelle Spaltrepräsentation der Hardware für das Gerät gemäß 2 und 5 dar.
  • Das erfindungsgemäße Gerät zur Durchführung einer Geländenavigation gemäß 1 bis 6 soll in Situationen benutzt werden, bei denen ein auf Beinen laufendes Lebewesen ohne Zuhilfenahme von Fahrzeugen ein Gelände per Fuß, per Ski oder per Huf durchquert. Die gegenwärtig benutzten Systeme, um eine derartige Aufgabe durchzuführen, beruhen auf Instrumenten, die auf äußere Effekte ansprechen, beispielsweise auf Interferenzen, magnetische Einflüsse und schwache Sichtbarkeit, was zu Diskontinuitäten der Leistung des Systems führt, was schwerwiegende und potentiell lebensbedrohende Konsequenzen haben kann.
  • Demgemäß weist, wie in 1 und 2 der Zeichnung dargestellt, das Gelände-Navigationsgerät 1 für einen Mann 2, der das Gelände 3 durchquert, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein erstes System 59 zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs auf, einschließlich Sensormitteln zur Bestimmung der Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden, die folgende Signale liefern: ein Ausgangssignal 61, das eine erste Geschwindigkeit anzeigt, ein Ausgangssignal 63, das einen ersten Kurs anzeigt und ein Ausgangssignal 65, das eine erste Position des Mannes 2 anzeigt, und es sind Kontaktmittel 11 vorgesehen, um in einem Geschwindigkeitsprofil, das die Bewegung eines der Füße 13a, 13b des Mannes 2 beschreibt, eine Periode zu errichten, in der die Geschwindigkeit 17 Null sein sollte, wobei diese Periode einer vollständigen oder teilweisen Berührung des jeweiligen Fußes 13a, 13b mit dem umgebenden Gelände 3 entspricht.
  • Das Gerät weist außerdem ein zweites System 4 auf, um die Position, die Geschwindigkeit und den Kurs zu bestimmen, wobei Sensormittel vorgesehen sind, um die Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden festzustellen und um folgende Signale zu liefern: ein Ausgangssignal 5, das eine zweite Geschwindigkeit angibt, ein Ausgangssignal 7, das einen zweiten Kurs anzeigt und ein Ausgangsignal 9, welches eine zweite Position des Mannes 2 angibt. Das zweite System 4 ist im Rückenbereich 55a des Mannes festlegbar.
  • Das Gerät weist außerdem Fehler-Berechnungsmittel 15 auf, die als Eingangssignale die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 empfängt und als Ausgangssignale Abschätzungen des Fehlers 19 liefert, der den Sensor-Ausgangssignalen 61, 63, 65 zugeordnet ist. Dieser Fehler 19 wirken betriebsmäßig mit den Ausgangssignalen 61, 63, 65 zusammen, um eine Geländenavigation des Mannes 2 zu bewirken. Die 2 und 5 zeigen eine Rückführungs-Konfiguration, bei der die Fehler nach dem ersten System 59 zurückgeführt werden. Bei der Rückführungs-Konfiguration aktualisieren die Fehlerabschätzungen die jeweiligen Ausgänge des ersten Systems 59, und die Fehlerabschätzungen werden nach jedem Korrekturzyklus auf Null gesetzt. Bei einer Vorwärts-Konfiguration (jedoch nicht dargestellt, aber dennoch benutzbar) werden die Fehlerabschätzungen akkumuliert und mit den jeweiligen Parametern des ersten Systems kombiniert, im Gegensatz zu der Aktualisierung der Parameter. In den 2 und 5 werden stattdessen die Fehlerabschätzungen entsprechend dem jeweiligen Ausführungsbeispiel dem jeweiligen System zurückgegeben, um Position, Geschwindigkeit und Kurs in einer oben beschriebenen Rückführungs-Konfiguration zu bestimmen. Demgemäß sind die Ausgänge von dem jeweiligen System zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs korrigierte Werte, so dass, wie in 2 dargestellt, der Ausgang von dem ersten System 59 eine korrigierte erste Geschwindigkeit 61, ein korrigierter erster Kurs 63 und eine korrigierte erste Position 65 ist.
  • Das erste System 59 zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs ist vorzugsweise ein personenbezogenes Trägheits-Navigationssystem mit einer Trägheitsmesseinheit (IMU), die Sensoren aufweisen kann, um die Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden zu messen. Dies kann durch sechs Einachssensoren geschehen, beispielsweise drei senkrecht aufeinander stehenden Kraftsensoren und drei senkrecht aufeinander stehenden Winkelgeschwindigkeits-Sensoren oder durch geeignete Doppelachsen-Sensoren. Diese Sensormittel werden im folgenden Text als Beschleunigungsmesser und Kreiselgeräte bezeichnet.
  • Die Ausgänge 61, 63, 65 aus dem System 59 sind in den 2 und 5 als direkte Eingänge in die Fehler-Berechnungsmittel 15 dargestellt. Diese Ausgänge liefern immer Eingänge direkt nach den Fehler-Berechnungsmitteln 15, unabhängig von irgendwelchen zusätzlichen Manipulationen, beispielsweise als Eingang 61 für eine erste Summationsstation 29. Unter Situationen, wo Eingangsmessungen, die in 2 das Geschwindigkeitsprofil in der Null-Geschwindigkeitsperiode 17 nach den Fehler-Berechnungsmitteln 15 bilden, nicht die Schwellwertbedingungen erfüllen, die durch an sich bekannte Restüberwachungsmittel geliefert werden, fahren die Fehler-Berechnungsmittel 15 fort, die Fehler 19 zu berechnen unter Benutzung von Eingängen der korrigierten ersten Position, Geschwindigkeit und Kurs 61, 63, 65 allein. Die Fehler-Berechnungsmittel 15 bestehen vorzugsweise aus einem Kalman-Filter, aber es könnte auch jeder andere geeignete äquivalente Typ von Filteranordnungen Verwendung finden. Die Ausgänge 19 des Kalman-Filters, die bei 21 in 2 und 5 gespeichert sind, sind dann die besten Berechnungen der Fehler und bewirken eine Aktualisierung des ersten Systems 59 über die oben beschriebenen Stationen, wenn das System in einer Vorwärts-Konfiguration betrieben wird. Das erste System 59 kann Eingänge bezüglich der Lage (Längsneigung und Querneigung) (nicht dargestellt) den Fehler-Berechnungsmitteln 15 zusätzlich zu den Eingängen von erster Position, Geschwindigkeit und Kurs 61, 63, 65 liefern.
  • Das Geschwindigkeitsprofil, das die Bewegung eines Fußes 13a oder 13b des Mannes 2 beschreibt, von dem das Geschwindigkeitsprofil in der Null-Geschwindigkeitsperiode 17 extrahiert ist, kann der korrigierte erste Geschwindigkeitsausgang 61 von dem ersten System 59 sein. Das Geschwindigkeitsprofil kann entweder die horizontale oder vertikale Geschwindigkeit des Mannes 2 sein, aber vorzugsweise ist es die horizontale Geschwindigkeit. Die horizontale Geschwindigkeit würde benutzt für die "horizontalen Kanäle" und die vertikale Geschwindigkeit würde benutzt für die "vertikalen Kanäle", was sich nur auf die Höhe und die Höhengeschwindigkeit auswirkt. Wenn die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 aus der ersten korrigierten Geschwindigkeit 61 abgezogen wird, indem man Diskontinuitäten infolge der Korrektur 23 zulässt, können die Kontaktmittel 11 zur Schaffung einer Periode, in der die Geschwindigkeit Null ist, eine angepasste Filteranordnung sein. Ein typisches korrigiertes erstes horizontales Geschwindigkeitsprofil 36, welches von der korrigierten ersten Geschwindigkeit 61 abgenommen wurde, ist in 3 dargestellt. Die Geschwindigkeit 36 ist versetzt gegenüber Null dargestellt, um jedes Wachstum im Geschwindigkeitsfehler zu repräsentieren, der aufgetreten sein kann, obgleich erwartet wird, dass dieser minimal ist, und zwar ≪ 1 m/s, da die Geschwindigkeit 61 durch die zugeordnete Fehlerabschätzung 23 korrigiert war, wie dies oben beschrieben wurde.
  • Das angepasste Filter ist bekannt zur Schaffung, wenn oder ob eine Wellenform auftritt, deren Charakteristiken vorher bekannt sind. Eine Möglichkeit, dies zu erhalten, ist in 3 dargestellt, wo das Bezugszeichen 38, ähnlich dem Geschwindigkeitsprofil 36, hiermit vermischt ist, um eine Korrelationsfunktion 40 zu bilden. Die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 kann dann vom Maximum 42 der Korrelationsfunktion 40 abgeleitet werden, was anzeigt, wo die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 beginnt. Die Bezugswellenform 38 ist repräsentativ für eine Schrittperiode 44, wobei die O-Periode den auf dem Gelände 3 befindlichen Fuß 13a, 13b repräsentiert und die 1 die Füße 13a, 13b in der Luft repräsentiert. Diese Wellenform ist in besonderer Weise geeignet zur Anwendung beim Wandern und/oder beim Rennen, wo die Verteilung von O-Perioden und 1-Perioden sich ändert, wie dies in 4 dargestellt ist, und dem kann leicht dadurch Rechnung getragen werden, indem die Länge der Perioden eingestellt wird, wie dies erforderlich ist. Da die Bezugswellenform 38 durch die Kontaktmittel 11 eingeleitet wird, kann, nachdem das Korrelationsfunktions-Maximum 42 definiert ist, die Station 29, die betriebsmäßig mit den Kontaktmitteln 11 zusammenwirkt, die korrigierte erste Geschwindigkeit 61 nach den Fehler-Berechnungsmitteln 15 während der Null-Geschwindigkeitsperioden 17 ausfiltern.
  • Unter Situationen, wo der Mann 2 sich nicht über das Gelände 3 bewegt, ist das angepasste Filter nicht in der Lage, die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 aufzulösen, da das Geschwindigkeitsprofil 36 im Wesentlichen flach ist. Die entsprechende Autokorrelation wird auch im Wesentlichen flach, und diese Information kann benutzt werden, um stationäre Perioden von Bewegungsperioden zu unterscheiden: eine Autokorrelation des Geschwindigkeitsprofils 36 kann gleichzeitig mit den Anpassfilter-Berechnungen durchgeführt werden, so dass Perioden angegeben werden, wenn der Mann sich bewegt.
  • Als Alternative zu dem Anpassfilter können die Kontaktmittel 11 als Druckschalter ausgebildet sein, der im Stiefel des Mannes untergebracht ist, um festzustellen, wann der Schuh des Mannes den Boden berührt. Ein Signal von einer solchen Vorrichtung könnte direkt mit der korrigierten ersten Geschwindigkeit 61 an der Station 29 gekoppelt sein, so dass die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 den Fehler-Berechnungsmitteln 15 während der Perioden zugeführt wird, in denen eine Berührung zwischen Schuh und Boden stattfindet.
  • Im Betrieb erfordert das erste System 59 zunächst einen Kreiselkompass, um die Nordrichtung zu finden. Dies ist während des stationären Zustandes möglich und kann möglich sein, wenn die Nullgeschwindigkeit als Bezug aktualisiert wird. Die Horizontalkomponente der Erdgeschwindigkeit beträgt in dieser Lage (50 Grad) etwa 10 Grad/Stunde. Dies setzt voraus, dass ein Kreiselgerät mit einer Abdrift von nicht mehr als etwa 1 Grad/Stunde die Nordrichtung mit einer Genauigkeit von 1/10 eines Radianten findet (grob gesagt – aber dies kann genug sein, um das System zu initialisieren). Gegenwärtig bekannte Faseroptik-Kreiselgeräte (FOG) erreichen 0,1 Grad/Stunde, so dass diese Type eines Kreiselgerätes ein realistisches Mittel ist, um die Nordrichtung aufzufinden.
  • Wenn die Kontaktmittel 11 mit der korrigierten ersten Geschwindigkeit 61 arbeiten, dann sollte das erste System 59 im unteren Fußbereich 55b angeordnet sein und vorzugsweise entweder am Fuß (Zehen- oder Hackenbereich) oder im Knöchelbereich, so dass das Geschwindigkeitsprofil 36 die Null-Geschwindigkeitsperioden 17 einschließt. So könnte das erste System 59 im Schuh des Mannes 2 oder in einer Knöchelmanschette angeordnet sein oder an dem oder in dem unteren Teil irgendeines Schuhwerkes. Als Redundanzmessung können ein erstes System 59 und eine Hilfsanordnung im unteren Fußbereich 55b beider Beine angeordnet sein.
  • Das Gerät 1 kommuniziert am Besten Berechnungen 34 (in 2 nur der Übersichtlichkeit wegen dargestellt) der korrigierten ersten Position der ersten Geschwindigkeit des ersten Kurses zusammen mit korrigierten Winkel-Geschwindigkeiten, Linearbeschleunigungen und Statusinformationen, die dem ersten System 59 zugeordnet sind, nach einem äußeren Interface, das eine Kontroll- und Displayeinheit 32 (nicht dargestellt) aufweisen kann. Der Ausgang 34 enthält weiter Ungewissheiten, die durch die Fehler-Berechnungsmittel 15 berechnet wurden und ein Maß der Qualität dieser Daten in Ausdrücken von Positionsfehler-Kovarianzen liefern.
  • 2 der beiliegenden Zeichnung zeigt das Gelände-Navigationsgerät 1 für einen Mann 2 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das außerdem mit Kursmitteln 37 ausgerüstet ist, und zwar im betriebsmäßigen Zusammenhang mit dem zweiten System 4. Die Kursmittel 37 können einen Magnetkompass 37a aufweisen, der mit der zweiten korrigierten Position 9 in einer Kombinationsstation 37c kombiniert wird, um den wirklichen Kurs 39 des Mannes zu bestimmen. Die Kursmittel 37 liefern fakultativ einen magnetischen Nordbezug, der im Hinblick auf magnetische Abweichungen bei 37c als Funktion der Position auf der Erdoberfläche korrigiert werden kann. Die Kursmittel 37 können daher ein alternatives Verfahren zu einem Kreiselkompass bilden, wie dies oben beschrieben wurde, um den Kurs in das zweite System 4 einzuführen. Die genaue Kursreferenz 39 wird mit dem korrgierten zweiten Kurs 7 von dem zweiten System 4 an der Station 41 abgezogen. Die Differenz 43 wird dann den Fehler-Berechnungsmitteln 15 eingegeben, um die Kursfehler 25 in dem zweiten System 4 zu beobachten und Korrekturen, wie oben beschrieben, zu erzeugen. Die Kursmittel 37 müssen starr auf dem zweiten System 4 montiert sein, um einen gemeinsamen Kurs zu gewährleisten.
  • Wie außerdem aus 2 der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, weist das Gerät 1 ein Satellitenfunk-Navigationssystem 45 auf, das betriebsmäßig mit dem zweiten System 4 zusammenwirkt. Das Satellitenfunk-Navigationssystem 45 ist vorzugsweise ein Global Positioning System (GPS) zur Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit des Mannes. Wie in 2 dargestellt, gibt das GPS eine GPS-Position 47 an, und dies wird mit der korrigierten zweiten Position 9 von dem zweiten System 4 an der Station 51 abgezogen, um einen Eingang 53 für die Fehler-Berechnungsmittel 15 zu schaffen. Das GPS 45 kann außerdem eine GPS-Geschwindigkeit 49 ausgeben, die von der korrigierten zweiten Geschwindigkeit 5 abgezogen wird, um einen weiteren Eingang für die Fehler-Berechnungsmittel 15 zu schaffen. Dies schafft mehrere Berechnungen von Fehlern 19 und unterstützt daher, die Fehler im zweiten System 4 zu begrenzen. Das zweite System 4 liefert eine zusätzliche Information zu dem GPS 45, die die Form von Kurs, Position und Geschwindigkeitsdaten 5, 7, 9 annehmen kann, wie dies bei 46 in 2 dargestellt ist. Diese zusätzlichen Daten resultieren in einer Synergie zwischen dem GPS 45 und dem zweiten System 4, so dass das GPS 45 Störungen durch Verringerung der Filterbandbreiten zurückhalten kann.
  • Das Gerät 1 dient zur Benutzung im Gelände 3, und das erste System 59 kann im Fußbereich des Mannes 2 angebracht werden, wo es einer beträchtlichen Beschleunigung ausgesetzt wird, wenn der Mann 2 läuft oder rennt. Hochwertige Kreisel sind schwerer und kostspieliger als Kreisel geringerer Güte, und deshalb kann ein Kompromiss zwischen Instrumentengüte, Kosten und Gewicht durchgeführt werden. Die Erfindung benutzt Sensoren geringerer Güte, wodurch das Gewicht des Gerätes, das im Fußbereich getragen wird, verringert wird und im ersten System 59 benutzt wird, weil die Messungen durch die zusätzlichen Eingänge 37, 45 unterstützt werden, obgleich mit den oben beschriebenen Problemen.
  • Mit dieser Konfiguration kann das zweite System 4 am unteren Teil des Rückens, um diesen herum oder im Hüftbereich 55a des Mannes angeordnet werden, wie dies in 1 dargestellt ist, und das erste System 59 sollte im unteren Beinbereich 55b angeordnet werden, so dass das zweite und das erste System 4, 59 um etwa 1 m getrennt sind. Wie in 2 dargestellt, werden die korrigierte zweite Position 9 und die korrigierte erste Position 65 an der Station 71 voneinander abgezogen, um das Wachstum in der Positionsdifferenz zwischen diesen beiden Systemen über den Eingang 73 nach den Fehler-Berechnungsmitteln 15 zu beobachten. Die genaue Positionsdifferenz liegt bekanntlich immer in der Größenordnung von 1 m, und deshalb ist jede Divergenz über diese Grenze hinaus eine Folge des Wachstums der Positionsfehler in den beiden Systemen 4, 59. Das gemessene Gegenstück 73 wird beobachtet und durch die Fehler-Berechnungsmittel 15 benutzt, um Korrekturen für die beiden Systeme 4, 59 in der oben beschriebenen Weise durchzuführen. Die äußeren Hilfsquellen 37, 45 können daher in gleicher Weise am unteren Rückenbereich oder um diesen herum oder im Hüftbereich 55a des Mannes angeordnet werden, wodurch das Gewicht im Fußbereich 13a, 13b des Mannes verringert wird, wo nur das erste System 59 getragen wird. Diese Stelle im unteren Rückenbereich 55a ist eine vernünftige günstige Umgebung, und es wird die Gefahr einer physikalischen Beschädigung minimiert. Infolge der relativ niedrigen Dynamik in der Mitte des Körpers ergibt die hier getragene Masse nur eine minimale Trägheitsbelastung für den Benutzer.
  • Im Betrieb kann das zweite System 4 grob ausgerichtet werden unter Benutzung aller verfügbaren Eingänge 37, 45, um Aufgaben durchzuführen, wie Kreiselkompass-Ausrichtung (oben beschrieben) und die Pegelbildung, d.h. den Prozess, um Richtung und örtliche Beschleunigung infolge Schwerkraft festzustellen und den Plattformrahmen des zweiten Systems auf die Richtung des Gerätes 1 auszurichten. Das Letztere kann unter Benutzung des GSP 45 oder unter Benutzung einer Periode ohne Bewegung durchgeführt werden. Das erste System 59 kann dann grob unter Benutzung von Daten ausgerichtet werden, die vom zweiten System 4 herrühren. Dem sollte eine Periode einer Feinausrichtung folgen, in welcher die Daten von beiden System 4, 59 in ein Filter, beispielsweise das Kalman-Filter, integriert werden unter Benutzung dieser Fehler-Berechnungsmittel 15. Das Zusammenwirken zwischen den beiden Systemen 4, 59 und die Genauigkeit hiervon wird grob in den Fehler-Berechnungsmitteln 15 durch Modelle gesteuert, wie die Messungen und die Instrumentencharakteristiken, die Messungen liefern, die über die Zeit variieren, zusammen mit Modellen der Kopplung zwischen den Messungen und den Charakteristiken.
  • Das erste System 59 ist gegenüber dem zweiten System 4 verzögert, weil das Letztere Eingänge aus zusätzlichen Hilfsquellen 37, 45 hat, aus denen eine genauere Navigationslösung berechnet werden kann. Das zweite System 4 kann außerdem einen Kreiselkompasskurs liefern, bei dem die Sensoren wahrscheinlich eine höhere Güte haben als jene, wo diese Funktion nicht erforderlich ist (im ersten System 59). Die Funktion des ersten Systems 59 besteht darin, den Null-Geschwindigkeitsperioden-Eingang 17 den Fehler-Berechnungsmitteln 15 zuzuführen und die Positionsfehler 27 zu begrenzen, und die Sensoren geringer Güte sind zur Durchführung dieser Aufgabe geeignet. Das zweite System 4 benutzt daher den Vorteil der Null-Geschwindigkeitsperiode 17 des ersten Systems 59 zusammen mit den Eingängen der Hilfsquellen 37, 45 und der Tatsache, dass die Position zwischen den Systemen 4, 59 bekannt ist und im typischen Fall in der Größenordnung von 1 m liegt. Die Integration der beiden Systeme 4, 59 merzt so ihre jeweiligen Schwächen aus und kombiniert ihre Stärken, was zu einem Gelände-Navigationsgerät 1 führt, das unter Bedingungen von Laufen, Rennen, Ruhen, Kriechen oder Klettern arbeitet. Es ist klar, dass unter Situationen, wo die Umgebungsbedingungen, beispielsweise Wetter und Signalstörungen, auftreten, äußere Daten von den Hilfsquellen 35, 45 nicht zur Verfügung stehen können. Unter diesen Umständen wäre die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 als Eingang die einzige Quelle der Informations-Aktualisierung.
  • Die 5 der beiliegenden Zeichnung zeigt ein Gelände-Navigationsgerät 1 für einen Mann 2. Dieses zweite Ausführungsbeispiel umfasst das Gerät nach 2 und weist ein drittes System 75 auf. Das dritte System 75 zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs weist Sensoren auf, um die Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden abzufühlen und liefert Signale, die eine dritte Geschwindigkeit, einen dritten Kurs und eine dritte Position gemäß 5 als dritte Geschwindigkeit, Position und Kurs 77, 79, 81 durch Fehlerberechnungen 83, 84, 85 anzeigen. Mit dieser Konfiguration kann das zweite System 4 am unteren Teil des Rückens oder im Hüftbereich 55a des Mannes angebracht werden, wie dies in 1 dargestellt ist. Das erste System 59 sollte im unteren Beinbereich 55b angeordnet werden, und das dritte System 75 kann im Kopfbereich des Mannes 55c derart angeordnet werden, dass das erste und zweite und dritte System 59, 4, 75 jeweils voneinander über einen Abstand von etwa 1 m entfernt liegen. Die korrigierte dritte Geschwindigkeit und Position 77, 79 werden von der GPS-Position und Geschwindigkeit 47, 49 abgezogen, wenn diese verfügbar an der Station 87 sind, und die Differenzen 89, 89a sind Eingänge der Fehler-Berechnungsmittel 15, um die Erzeugung von Korrekturen für das dritte System 75 zu unterstützen. Das GPS 45 kann, falls verfügbar, ebenfalls benutzt werden, um das dritte System 75 zu initialisieren.
  • Die korrigierte zweite Position 9 und die korrigierte dritte Position 79 können bei 91 voneinander abgezogen werden, um das Wachstum der Positionsdifferenz zwischen diesen beiden Systemen über dem Eingang 93 der Fehler-Berechnungsmittel 15 zu beobachten. Wie oben beschrieben, liegt die genaue Positionsdifferenz bekanntlich immer in der Größenordnung von 1 m, und infolgedessen ist jede Divergenz über diesem Grenzwert eine Folge des Wachstums von Positionsfehlern im zweiten und dritten System 4, 75. Dies wird beobachtet und durch die Fehler-Berechnungsmittel 15 benutzt, um die Erzeugung von Korrekturen in den Systemen 4 und 75 zu unterstützen.
  • Das dritte System 75 kann außerdem Eingänge von Lage (Querneigung, Längsneigung) (nicht dargestellt) des dritten Systems den Fehler-Berechnungsmitteln 15 zusätzlich zu den Eingängen von dritter Geschwindigkeit, Position und Kurs 77, 79, 81 liefern. Wenn das GPS 45 mit den Ausgängen 77, 79 des dritten Systems 75 kombiniert ist, ist es das dritte System, das die Hilfsinformation dem GPS liefert. Dies kann im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 stehen, wo das GPS 45 mit dem zweiten System 4 zusammenwirkt. Die Abwägung der Positionsinformation zwischen erstem und zweitem System über jeweilig korrigierte Positionsausgänge 65 und 9 und zweitem und drittem System über jeweils korrigierte Positionsausgänge 9 und 79 ermöglichen es dem Gesamtsystem, sein Verhalten auf die fakultativen Hilfsquellen von zweitem System 4 und drittem System 75 (GPS 45 und Kursgerät 37) und die Kontaktmittel 11 des ersten Systems 59 (Null-Geschwindigkeitsperiode 17) zu gründen. Dies gewährleistet, dass das Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine bessere Durchführung gewährleistet, und zwar mit Trägheits-Messinstrumenten geringerer Güte (Kreiselgeräte und Beschleunigungsmesser).
  • Dem Gerät 1 können weitere Komponenten hinzugefügt werden, beispielsweise Sicht- oder Entfernungsmittel 95, die schematisch in 6 dargestellt sind, um die Orientierung der Sichtmittel 95 zu messen, da diese Sicht natürlich merklich von jener des Körpers abweichen kann, der in dem zweiten System 4 montiert ist. Dies schafft die Möglichkeit, Sichtdaten mit der Orientierung und Position der Sichtmittel 95 zu markieren, um eine Intelligenz für andere Personen und Systeme zu liefern. Außerdem können bekannte Objekte, beispielsweise Landmarken, beobachtet und mit den Sichtmitteln 95 entfernungsmäßig bestimmt werden, und diese Daten können benutzt werden, um die Position für das zweite System 4 zu aktualisieren. Die Sichtmittel 95 können ein weiteres System 95a zur Bestimmung einer weiteren Position, einer weiteren Geschwindigkeit und eines weiteren Kurses aufweisen, und die Sichtvorrichtung 95b, beispielsweise ein Laser-Sicht- und Entfernungsmesser und die weitere Systemposition kann mit der korrigierten zweiten Position 9 in ähnlicher Weise kombiniert werden, wie dies in 4 für die korrigierte dritte Position 79 beschrieben wurde. Andere Ausgänge des weiteren Systems 95a, wie weitere Geschwindigkeit, Kurs und fakultativ Querneigung und Längsneigung, können ebenfalls den Fehler-Berechnungsmitteln 15 eingegeben werden.
  • Die schematische funktionale Aufspaltung gemäß 6 zeigt außerdem ein Batteriepack oder eine weitere Quelle elektrischer Energie, beispielsweise eine Brennstoffzelle 97, die am Besten im unteren Rückenbereich des Körpers angeordnet ist, da wegen der relativ niedrigen Dynamik in der Mitte des Körpers die hier getragene Masse eine minimale Trägheitsbelastung für den Benutzer ausübt. Es kann auch fakultativ ein Handkurbellader 99 vorgesehen werden, um die Batterie 97 aufzuladen und um das Gerät weiter benutzen zu können und um die Gefahr eines Leistungsverlustes infolge unkorrekter oder verborgener Präparierung des Gerätes vor der Benutzung auszuschalten. Jedes der ersten und dritten Systeme 59, 75 ist mit dem zweiten System 4 über ein Leistungs/Datenkabel 100 verbunden, wodurch eine Zweiwegeverbindung und eine Leistungsverteilung geschaffen wird. Wenn ein Druckschalter die Kontaktmittel 11 bildet, um die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 zu lokalisieren, ist er direkt mit irgendeinem System verbunden, und es wird ein korrigierter Geschwindigkeits-Ausgang geliefert, aus dem die Null-Geschwindigkeitsperiode 17 abgezogen wird. Der Druckschalter wird auch durch das jeweilige System erregt. Die Steuereinheit und die Displayeinheit 32 ist eine Möglichkeit, dem Benutzer ein Interface zu liefern, in dem Daten dargestellt werden, die von dem Gerät 1 erzeugt werden, wie dies unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel oben beschrieben wurde, und es werden Kommandos und Dateneingänge vom Benutzer akzeptiert.
  • Das dritte System 75 kann direkt mit dem zweiten System 4 verbunden werden, und es kann auch über ein Interface mit anderen am Kopfgelenk montierten Displays 101 verbunden sein, beispielsweise mit einem Helmdisplay, um eine Alternative zu einer am Körper montierten Steuer- und Displayeinheit 32 zu bilden. Es kann außerdem eine Orientierungsinformation des Kopfgelenkes jedem am Kopf montierten Überwachungssystem geliefert werden, indem Informationen an andere Personen oder Systeme geliefert werden. Außerdem kann eine ankommende Information, beispielsweise die Position eines gewünschten Ortes, auf einem Kopfgelenk-Sichtgerät wiedergegeben werden, und zwar unter Benutzung der Orientierungsdaten des dritten Systems 75, um die Richtung der gewünschten Stelle gegenüber der Kopfgelenkdarstellung zu liefern. Interfaces, um Hilfsquellen, beispielsweise GPS 45 und Kopfgelenkeinrichtungen 37, zu benutzen, können vorgesehen werden, beispielsweise ein 1553 oder RS422-Interface-Bus. Obgleich die Daten von diesen Quellen nicht jederzeit verfügbar sind, unterstützen diese die Aufrechterhaltung einer genauen Gesamt-Navigationslösung.

Claims (16)

  1. Gelände-Navigationsgerät für ein auf Beinen das Gelände ohne Fahrzeug-Transportmittel durchquerendes Lebewesen (2) mit den folgenden Merkmalen: ein erstes System (59) zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) mit Sensormitteln zur Erfassung der Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden, wobei die Sensormittel Ausgangssignale liefern, die eine erste Geschwindigkeit, einen ersten Kurs und eine erste Position des auf Beinen laufenden Lebewesens anzeigen, wobei das erste System (59) im unteren Beinbereich oder am Fuß des auf Beinen laufenden Lebewesens angeordnet ist; Kontaktmittel (11), die innnerhalb eines Geschwindigkeitsprofils, das die Bewegung eines der Füße (13a, 13b) des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) beschreibt, eine Periode errichten, wo die Geschwindigkeit Null sein sollte, einer vollen oder teilweisen Berührung des jeweiligen Fußes mit dem umgebenden Gelände (3) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein zweites System (4) vorhanden ist, um Position, Geschwindigkeit und Kurs des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) zu bestimmen, welches System Sensormittel aufweist, um die Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden festzustellen, wobei die Sensormittel Ausgangssignale liefern, die eine zweite Geschwindigkeit, einen zweiten Kurs und eine zweite Position des auf Beinen laufenden Lebewesens angeben, wobei das zweite System (4) im unteren Bereich (5, 5a) des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) angeordnet ist und wobei Fehler-Berechnungsmittel (15) als Eingangssignale das Geschwindigkeitsprofil während der Periode empfangen und die Null-Geschwindigkeit vom Geschwindigkeitsprofil aktualisiert wird, um den Geschwindigkeitsfehler im ersten System (59) zu korrigieren und eine Abschätzung von Fehlern (19) zu liefern, die den Sensor-Ausgangssignalen (61, 63, 65) des ersten Systems zugeordnet sind, wobei die Fehlerabschätzungen mit den Ausgangssignalen von dem ersten System (59) zusammenwirken, um eine erste Positions-Abschätzung des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) zu erzeugen, und wobei die Null-Geschwindigkeits-Aktualisierung vom ersten System (59) benutzt wird, um die Geschwindigkeitsfehler im zweiten System (4) zu minimieren und um eine zweite Positions-Abschätzung für das auf Beinen laufende Lebewesen (2) von dem zweiten System (4) zu schaffen und wobei wenigstens eine Summationsstation (51, 71) vorgesehen ist, um die erste Position und die zweite Position zu kombinieren, wenn diese durch Fehler der Fehler-Berechnungsmittel (15) korrigiert wurden, um eine Positionsdifferenz zum Eingang der Fehler-Berechnungsmittel zu schaffen und um Korrekturen für das erste und zweite System (59, 4) zu schaffen.
  2. Gerät nach Anspruch 1 zum Anbringen an ein auf Beinen laufendes Lebewesen in Gestalt eines Menschen (2).
  3. Gerät nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem die Sensormittel drei senkrecht aufeinander stehende Kraftsensoren und drei senkrecht aufeinander stehende Winkelgeschwindigkeits-Sensoren aufweisen.
  4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Kontaktmittel (11) eine angepasste Filteranordnung aufweisen.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Kontaktmittel (11) eine Druckschalter-Anordnung aufweisen.
  6. Gerät nach den Ansprüchen 4 oder 5, bei welchem das Geschwindigkeitsprofil ein erster Geschwindigkeits-Ausgang von dem ersten System (59) ist.
  7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem die Fehler-Berechnungsmittel (15) ein Kalman-Filter aufweisen.
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches Kursmittel (37) zur Bestimmung des wirklichen Kurses des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) aufweist, wobei die Kursmittel (37) betriebsmäßig mit dem zweiten System (4) vereinigt sind.
  9. Gerät nach Anspruch 8, bei welchem die Kursmittel (37) einen Magnetkompass (37a) aufweisen, der einen Magnetkurs liefert.
  10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches ein Satelliten-Funk-Navigationssystem (45) aufweist, das zusammen mit dem zweiten System (4) betriebsmäßig arbeitet.
  11. Gerät nach Anspruch 10, bei welchem das Satelliten-Funk-Navigationssystem (45) ein Global Positioning System (GPS) ist, welches einen Ausgang für GPS-Position und GPS-Geschwindigkeit liefert.
  12. Gerät nach Anspruch 11 mit einem dritten System (75) zur Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Kurs des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) mit Sensormitteln zur Feststellung der Trägheitsbewegung in sechs Freiheitsgraden, wobei die Sensormittel Ausgangssignale (77, 79, 81) liefern, die eine dritte Geschwindigkeit, einen dritten Kurs und eine dritte Position des auf Beinen laufenden Lebewesens (2) liefern.
  13. Gerät nach Anspruch 12 mit einer weiteren Summationsstation (87), die auf Differenzen von korrigierter dritter Geschwindigkeit (77) und korrigierter dritter Position (79) von Geschwindigkeit (47) und Position (49) des GPS ansprechen, um Differenzen (89, 89a) zu liefern, die den Fehler-Berechnungsmitteln (15) eingegeben werden, um diese bei der Erzeugung von Korrekturen nach dem dritten System (75) zu unterstützen.
  14. Gerät nach Anspruch 13 mit Sicht- oder Entfernungsmitteln (95), die ein weiteres System (95a) zur Bestimmung einer weiteren Position, einer weiteren Geschwindigkeit, eines weiteren Kurses und ein Sichtgerät (95b) umfassen.
  15. Gerät nach Anspruch 14 mit einer Steuer- und Displayeinheit (32), die mit dem zweiten System verbunden ist, um eine Information dem auf Beinen laufenden Lebewesen (2) zuzuführen und von diesem Steuerkommandos aufzunehmen.
  16. Gerät nach Anspruch 14 mit einem am Kopfgelenk montierbaren Display (101).
DE60014848T 1999-07-15 2000-06-30 Geländenavigationsgerät für tiere mit beinen Expired - Fee Related DE60014848T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9916482 1999-07-15
GBGB9916482.4A GB9916482D0 (en) 1999-07-15 1999-07-15 Terrain navigation apparatus for a legged animal traversing terrain
PCT/GB2000/002509 WO2001006214A1 (en) 1999-07-15 2000-06-30 Terrain navigation apparatus for a legged animal traversing terrain

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60014848D1 DE60014848D1 (de) 2004-11-18
DE60014848T2 true DE60014848T2 (de) 2005-09-22

Family

ID=10857210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60014848T Expired - Fee Related DE60014848T2 (de) 1999-07-15 2000-06-30 Geländenavigationsgerät für tiere mit beinen

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6366855B1 (de)
EP (1) EP1137911B1 (de)
JP (1) JP3602095B2 (de)
AT (1) ATE279712T1 (de)
AU (1) AU774089B2 (de)
CA (1) CA2361296A1 (de)
DE (1) DE60014848T2 (de)
ES (1) ES2225159T3 (de)
GB (1) GB9916482D0 (de)
NO (1) NO20013778L (de)
TW (1) TW479145B (de)
WO (1) WO2001006214A1 (de)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6834234B2 (en) * 2000-11-22 2004-12-21 Trimble Navigation, Limited AINS land surveyor system with reprocessing, AINS-LSSRP
US6853909B2 (en) 2001-12-03 2005-02-08 Applanix Corporation, Inc Walking stick navigator for position determination
US6947880B2 (en) 2002-04-23 2005-09-20 Motorola, Inc. Method for improving accuracy of a velocity model
WO2004003705A2 (en) 2002-06-27 2004-01-08 Small World Productions, Inc. System and method for locating and notifying a user of a person, place or thing having attributes matching the user's stated prefernces
US8427303B1 (en) 2002-06-27 2013-04-23 Geomass Limited Liability Company System and method for providing media content having attributes matching a user's stated preference
US8102253B1 (en) 2002-06-27 2012-01-24 Earthcomber, Llc System and method for notifying a user of people, places or things having attributes matching a user's stated preference
US6813582B2 (en) * 2002-07-31 2004-11-02 Point Research Corporation Navigation device for personnel on foot
US6842991B2 (en) * 2002-07-31 2005-01-18 Robert W. Levi Gyro aided magnetic compass
US7103471B2 (en) * 2002-09-20 2006-09-05 Honeywell International Inc. Multi-mode navigation device and method
US6853955B1 (en) 2002-12-13 2005-02-08 Garmin Ltd. Portable apparatus with performance monitoring and audio entertainment features
US6837827B1 (en) * 2003-06-17 2005-01-04 Garmin Ltd. Personal training device using GPS data
BE1015914A6 (nl) * 2004-02-24 2005-11-08 Verhaert New Products & Servic Inrichting voor het bepalen van de weg afgelegd door een persoon te voet.
US7398151B1 (en) 2004-02-25 2008-07-08 Garmin Ltd. Wearable electronic device
US7057551B1 (en) 2004-04-27 2006-06-06 Garmin Ltd. Electronic exercise monitor and method using a location determining component and a pedometer
WO2006053290A2 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Andrew H. Elser V.M.D., Pc Equine wireless physiological monitoring system
US8972182B1 (en) 2005-04-06 2015-03-03 Thales Visionix, Inc. Indoor/outdoor pedestrian navigation
KR101107537B1 (ko) * 2006-03-15 2012-02-06 퀄컴 인코포레이티드 센서-기반 배향 시스템
DE102006018545B4 (de) * 2006-04-21 2009-12-31 Andrea Wimmer Pedometer für Vierbeiner
US8688375B2 (en) * 2006-05-31 2014-04-01 Trx Systems, Inc. Method and system for locating and monitoring first responders
JP5183050B2 (ja) * 2006-09-22 2013-04-17 クラリオン株式会社 車載用ナビゲーション装置及びナビゲーション方法
US20080082254A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Yka Huhtala Route-assisted GPS location sensing via mobile device
US9395190B1 (en) 2007-05-31 2016-07-19 Trx Systems, Inc. Crowd sourced mapping with robust structural features
US9733091B2 (en) 2007-05-31 2017-08-15 Trx Systems, Inc. Collaborative creation of indoor maps
AU2008283845A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Trx Systems, Inc. Locating, tracking, and/or monitoring personnel and/or assets both indoors and outdoors
US8024119B2 (en) * 2007-08-14 2011-09-20 Honeywell International Inc. Systems and methods for gyrocompass alignment using dynamically calibrated sensor data and an iterated extended kalman filter within a navigation system
US20090066569A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-12 Andrew James Simpson Hunter Animal tracking system
US20110021320A1 (en) * 2008-01-07 2011-01-27 Lenhardt Martin L Gait enhanced learning device and method
US8224575B2 (en) * 2008-04-08 2012-07-17 Ensco, Inc. Method and computer-readable storage medium with instructions for processing data in an internal navigation system
UA109888C2 (uk) 2009-12-07 2015-10-26 ІЗОЛЬОВАНЕ АНТИТІЛО АБО ЙОГО ФРАГМЕНТ, ЩО ЗВ'ЯЗУЄТЬСЯ З β-КЛОТО, РЕЦЕПТОРАМИ FGF І ЇХНІМИ КОМПЛЕКСАМИ
KR101151357B1 (ko) * 2010-05-10 2012-06-08 제주대학교 산학협력단 그린의 경사도와 거리 측정 장치 및 방법
US20130018582A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Miller Paul A Inertial Navigation Common Azimuth Reference Determination System and Method
JP5821513B2 (ja) * 2011-10-18 2015-11-24 セイコーエプソン株式会社 参照値生成方法及び参照値生成装置
FR3001898B1 (fr) * 2013-02-11 2015-04-03 Fabrice Devaux Fixation securisee de chaussure sur un ski
US11268818B2 (en) 2013-03-14 2022-03-08 Trx Systems, Inc. Crowd sourced mapping with robust structural features
US11156464B2 (en) 2013-03-14 2021-10-26 Trx Systems, Inc. Crowd sourced mapping with robust structural features
US20140266878A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Thales Visionix, Inc. Object orientation tracker
US20180003579A1 (en) * 2014-12-31 2018-01-04 Sensoria Inc. Sensors, interfaces and sensor systems for data collection and integrated monitoring of conditions at or near body surfaces
FR3042266B1 (fr) * 2015-10-08 2019-04-19 Sysnav Procede d'estimation du mouvement d'un pieton
WO2018051540A1 (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 アルプス電気株式会社 移動測定装置
FR3057071B1 (fr) * 2016-10-03 2019-04-19 Safran Electronics & Defense Procede de localisation hybride d'un pieton
CN106767794B (zh) * 2017-01-19 2019-12-03 南京航空航天大学 一种基于行人运动模态辨识的弹性零速判别方法
CN109708633B (zh) * 2019-02-22 2020-09-29 深圳市瑞源祥橡塑制品有限公司 一种目标点实时位置获取方法、装置及其应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4060718A (en) * 1976-12-10 1977-11-29 Litton Systems, Inc. Geodetic survey method
FR2643709B1 (fr) 1989-02-27 1993-11-19 Fabrication Instruments Mesure Procede d'aide a la navigation et navigateur terrestre perfectionne
FR2670004B1 (fr) * 1990-12-04 1993-01-22 Thomson Csf Podometre de localisation pour pieton.
JP3157923B2 (ja) * 1992-10-20 2001-04-23 パイオニア株式会社 ナビゲーション装置の距離誤差補正方法
FR2717571B1 (fr) 1994-03-18 1996-06-28 Olivier Bardot Dispositif pour la détermination d'une trajectoire, notamment en vue de réaliser la cartographie de galeries souterraines par un opérateur procédant à une exploration d'un réseau.
US5645077A (en) * 1994-06-16 1997-07-08 Massachusetts Institute Of Technology Inertial orientation tracker apparatus having automatic drift compensation for tracking human head and other similarly sized body
JPH09189564A (ja) 1996-01-11 1997-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動***置速度算出装置
US5731757A (en) * 1996-08-19 1998-03-24 Pro Tech Monitoring, Inc. Portable tracking apparatus for continuous position determination of criminal offenders and victims
FR2754723B1 (fr) 1996-10-22 1998-12-04 Faraglia Michel Dispositif portatif d'aide a la randonnee
US5956660A (en) 1997-07-23 1999-09-21 Analogic Corporation Personal inertial surveying system

Also Published As

Publication number Publication date
US6366855B1 (en) 2002-04-02
DE60014848D1 (de) 2004-11-18
NO20013778D0 (no) 2001-08-01
TW479145B (en) 2002-03-11
CA2361296A1 (en) 2001-01-25
WO2001006214A1 (en) 2001-01-25
NO20013778L (no) 2001-08-01
GB9916482D0 (en) 1999-09-15
JP2003504635A (ja) 2003-02-04
ATE279712T1 (de) 2004-10-15
EP1137911A1 (de) 2001-10-04
EP1137911B1 (de) 2004-10-13
AU774089B2 (en) 2004-06-17
AU5557200A (en) 2001-02-05
ES2225159T3 (es) 2005-03-16
JP3602095B2 (ja) 2004-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60014848T2 (de) Geländenavigationsgerät für tiere mit beinen
DE60031868T2 (de) Navigationssystem und -verfahren zum verfolgen der position eines objektes
DE60114798T2 (de) Bewegungsbestimmung
DE602004001143T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Position eines Mobilkörpers in einem Navigationssystem
DE4029215C2 (de)
DE69636482T2 (de) Verbessertes fahrzeugnavigationssystem und -verfahren mittels gps-geschwindigkeiten
DE69303530T2 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Fahrzeuges
DE102008018050B4 (de) Verfahren des Erzeugens von Verkehrsinformation
DE69929525T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von navigationsdaten
DE60205851T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Navigation eines Flugzeugs
EP2527792B1 (de) Verfahren zur Pilotenunterstützung für die Landung eines Luftfahrzeugs unter Sichtbehinderungen
DE60011572T2 (de) Redundantes system fuer die anzeige von kurs- und lageinformationen in einem flugzeug
DE102011116303B3 (de) Geodätisches Messsystem und Verfahren zum Betreiben eines geodätischen Messsystems
DE2801045A1 (de) Navigationsgeraet
EP2040030A1 (de) Positionsbestimmungsverfahren
DE2755007A1 (de) Verfahren zur geodaetischen vermessung
WO2006040315A1 (de) Geodätisches positionsbestimmungssystem
DE10228639A1 (de) Hybrid-Trägheitsnavigationsverfahren und -Vorrichtung
EP1475609B1 (de) Bezugssystemkompensationssystem eines Landfahrzeugs
DE2818202C2 (de) Navigationsgerät für Land-, Luft- oder Seefahrzeuge
CH693246A5 (de) Vermessungssystem mit einerträgheitsgestützten Messeinrichtung.
DE19919249A1 (de) Koppelnavigationssystem
DE19651543C1 (de) Inertiale Kurs-/Lagereferenz mit GPS Kurs-/Lagewinkelstützung
DE102006026561B3 (de) Nordsucher für eine Tunnelvortriebsmaschine
DE3406096A1 (de) Bohrlochmesseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8332 No legal effect for de
8370 Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee