DE69031140T2 - Kalibrierungseinrichtung eines Drehgeschwindigkeitsgebers in einem selbständigen Navigationssystem - Google Patents

Kalibrierungseinrichtung eines Drehgeschwindigkeitsgebers in einem selbständigen Navigationssystem

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kalibrierungsvorrichtung eines Winkelgeschwindigkeit-Sensors (Kreisei mit zwei Freiheitsgraden), der in einem unabhängigen Navigationssystem als ein Kurssensor verwendet wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Es wurden bereits verschiedene Navigationssysteme für ein Kraftfahrzeug entwickelt und für die Bereitstellung von Informationen über den aktuellen Standort eines Fahrzeuges verwendet, während es über die Straßen fährt. Eine generelle Annäherung an solche Navigationssysteme ist bspw. bekannt als "Koppelnavigation", bei welcher das Fahrzeug durch eine Vorwärtsbewegung einer "Koppelnavigation-Position" über gemessene Entfernungen und Strecken oder Kurse verfolgt wird. Ein System, das auf den Prinzipien einer Koppelnavigation basiert, kann bspw. die zurückgelegte Entfernung und den Kurs des Fahrzeuges erfassen, wobei Entfernungs- und Kurssensoren an dem Fahrzeug verwendet werden.
  • Der bei der Koppelnavigation verwendete Kurssensor kann einen magnetischen Sensor oder einen Lenkeinschlagsensor aufweisen. Bei dem magnetischen Sensor kann ein Ablesefehler von mehr als 10º auftreten als Folge der Verzerrung des Erdmagnetismus und des Einflusses von äußeren Magnetfeldern, wobei auch unechte Magnetfelder, die mit dem Fahrzeug zusammenhängen, kompensiert werden müssen. Bei dem Lenkwinkelsensor wird ein Differential-Tachometer- oder Wegstreckenzähler zur Erfassung eines Unterschiedes der Drehung zwischen den linken und rechten Rädem verwendet. Da der Lenkeinschlagsensor die Drehung der Reifen erfaßt, besteht bei ihm der Nachteil, daß Fehler auftreten, die durch eine Änderung oder Verzerrung des Reifenradius, einen Schlupf u.dgl. verursacht werden.
  • In Patent Abstracts of Japan, Band 10, Nummer 247 (P-490) (2303) ist ein Displaygerät für die Fahrposition eines Fahrzeuges beschrieben und dargestellt ist ein Gerät für die Abbildung einer Position eines Fahrzeuges durch ein vorhergehendes Speichern von Stützdaten durch die Bereitstellung einer Vielzahl von spezifizierten Punkten auf einer Straßenkarte, wobei der Magnetismus des Fahrzeuges abgegrenzt wird gegenüber einem stützenden Unterschied zwischen den gemessenen Stützdaten und den spezifierten Punkten, sobald das Fahrzeug einen der spezifizierten Punkte durchfahren hat.
  • Um die Nachteile zu verbessern wurde vorgeschlagen, die oben beschriebenen Sensoren durch Winkelgeschwindigkeit- Sensoren zu ersetzen, wie bspw. optische Fasergyros, Vibrationgyros und Comagyros, welche Rotationswinkelgeschwindigkeiten direkt erfassen. Bei dem optischen Fasergyro wird bspw. ein Laserstrahl durch einen optischen Faserring in der Uhrzeigerrichtung und in der Uhrzeigergegenrichtung übertragen. Wenn der optische Faserring gedreht wird, dann ergibt sich bei den beiden Richtungen ein Zeitunterschied bei den Strahlen, welche durch die optische Bahn hindurchgehen. Dieser Zeitunterschied wird als eine Phasendifferenz erfaßt.
  • Bei dem Vibrationsgyro wird eine Rotationswinkelgeschwindigkeit durch eine Erfassung eines Wechsels der Vibrationsverteilung eines Teilchens erfaßt, das in einem Behälter vibriert, weil das in Rotationskoordinaten angeordnete Teilchen der Coriolis-Kraft ausgesetzt ist.
  • Die Europäische Patentanmeldung EP-A-0302736 beschreibt eine Vorrichtung zur Abbildung einer Fahrstrecke, bei welcher die gegenwärtige Position eines sich bewegenden Körpers, wie bspw. eines Kraftfahrzeuges, auf einer Straßenkarte angegeben wird, die auf einem Schirm erscheint. Diese Form eines unabhängigen Navigationssystems ist auf einem Winkelgeschwindigkeit-Sensor begründet. Wenn die Integration von Winkelveränderungen bei diesem System um einen vorbestimmten Betrag erhöht wird, dann wird vorausgesetzt, daß sich die Fahrspur hinsichtlich der Form verändert, und es wird eine Musterübereinstimmung durchgeführt. Dieses System ist auf dem Erfordernis für eine Verringerung der Zeit begründet, die für die Musterübereinstimmung benötigt wird, und dies wird durch eine Verringerung der Anzahl von Straßen erreicht, welche der Musterübereinstimmung unterworfen werden. Dieses System hat den Nachteil, daß es keine Einrichtung für die Korrektur eines Kurses hat.
  • Die Fehler, die bei der durch den Winkelgeschwindigkeit- Sensor erfaßten Winkelgeschwindigkeit auftreten, sind relativ klein. Wenn jedoch ein Fehler bei einem anfänglichen Kurs einbezogen wird, der für die Bereitstellung der Winkelgeschwindigkeit durch eine Integration des Sensorausgangs verwendet wird, dann wird dieser Fehler danach fixiert. Selbst wenn die erfaßte Winkelgeschwindigkeit präzise ist, können somit die charakteristischen Merkmale des Winkelgeschwindigkeit-Sensors nicht genutzt werden, wenn der anfängliche Kurs ungenau ist. Wenn andererseits der Fahrzeugkurs korrigiert wird, um mit dem Kurs übereinzustimmen, der von dem magnetischen Sensor erhalten ist, dann wird er in diesem Fall der Verzerrung durch das Erdmagnetfeld unterworfen. Bei einem Verfahren, bei welchem ein Fahrzeug auf einer Straße angehalten wird, um mit dem Straßenkurs auf einer Karte übereinzustimmen, ist das Anhalten des Fahrzeuges zusätzlich mühsam und es kann eine präzise Kalibrierung nicht durchgeführt werden, weil das Verfahren abhängig ist von der Position des auf der Straße angehaltenen Fahrzeuges. Es bestehen darüberhinaus einige Fälle, wo ein Fehler bei dem Absolutwert der erfaßten Winkelgeschwindigkeit auftritt, weil eine unzureichende Einstellung und eine Schädigung der Signalverarbeitungssysteme des Winkelgeschwindigkeit-Sensors vorliegt. Der Skalenfaktor des Winkelgeschwindigkeit- Sensors fluktuiert also.
  • Der durch diese Fluktuation des Skalenfaktors verursachte Fehler tritt nicht auf, wenn sich das Fahrzeug entlang einer geraden Linie bewegt, er erscheint jedoch immer dann, wenn das Fahrzeug gewendet wird. Wenn daher das Fahrzeug längs einer großer Anzahl von Kurven auf der Straße fährt, dann werden Fehler gesammelt und stören die Doppelnavigation.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kalibrierungsvorrichtung bereitzustellen, die für eine automatische Kalibrierung des Ausgangs eines Winkelgeschwindigkeit-Sensors geeignet ist, der in einem unabhängigen Navigationssystem mit der Verwendung einer Kartenübereinstimmung benutzt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kalibrierungsvorrichtung für einen Winkelgeschwindigkeit-Erfassungssensor zur Erfassung eines Kurses eines Fahrzeuges bereitgestellt, der in einem unabhängigen Navigationssystem verwendet wird, wobei die Kalibrierungsvorrichtung besteht aus:
  • einer Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung (1) zur Berechnung einer Winkelgeschwindigkeit (dθ/dt) aus einem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeit-Erfassungssensors (15);
  • einer Integration-Einrichtung (2) zur Berechnung eines gegenwärtigen Kurses (θr) des Fahrzeuges durch eine Integrierung der Winkelgeschwindigkeit und durch eine Hinzufügung der integrierten Winkelgeschwindigkeit zu dem vorhergehenden Kurs des Fahrzeuges;
  • einer Standort- und Kurserfassungseinrichtung (3), die einen Standort des Fahrzeuges aus dem gegenwartigen Kurs schätzt, der durch die Integration-Einrichtung berechnet wurde, einen Kurs, der durch einen magnetischen Sensor (13) erhalten wurde, und aus einer Entfernung, die durch einen Entfernungssensor (14) erhalten wurde, und welche den geschätzten Standort mit Straßennetzwerkdaten vergleicht, die aus einem Straßenkartenspeicher (10) erhalten wurden, um einen geschätzten Kurs (θe) des Fahrzeuges zu erhalten; gekennzeichnet weiterhin durch
  • eine Kurskorrektureinrichtung (4), die für die Berechnung einer Differenz zwischen dem gegenwärtigen Kurs der Integration-Einrichtung und dem geschätzten Kurs der Standortund Kurserfassungseinrichtung angepaßt ist und eine Integration der Differenz durchführt, bis der integrierte Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet, um einen Fehler je Einheitsentfernung für die integrierte Differenz und die zurückgelegte Entfernung zu rechnen als einen Korrekturwert (δθ) zur Korrektur des gegenwärtigen Kurses der Integration- Einrichtung und für eine Eingabe des Korrekturwertes zurück an die Integration-Einrichtung;
  • wobei der gegenwärtige Kurs der Integration-Einrichtung durch eine Subtraktion des Korrekturwertes von dem gegenwärtigen Kurs der Integration-Einrichtung korrigiert wird.
  • Eine Kalibrierungsvorrichtung wie angegeben weist vorzugsweise weiterhin eine Einstelleinrichtung für einen anfänglichen Kurs zur Einstellung eines Ausgangs des magnetischen Sensors oder eines Kurses der Straße als einen anfänglichen Kurs des Fahrzeuges auf, wenn das Fahrzeug mit seiner Fahrt auf einer Straße beginnt.
  • Bei der Kalibrierungsvorrichtung für den Winkelgeschwindigkeit-Sensor wird der Ausgang des Winkelgeschwindigkeit- Erfassungssensors 15 immer erfaßt und wird die Winkelgeschwindigkeit dθr/dt durch die Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 1 berechnet. Die Winkelgeschwindigkeit de/dt wird dann integriert, und die integrierte Winkelgeschwindigkeit wird zu dem vorhergehenden Kurs des Fahrzeuges durch die Integration-Einrichtung 2 hinzugefügt, um einen gegenwärtigen Kurs θr des Fahrzeuges zu berechnen.
  • Der gegenwärtige Kurs θr des Fahrzeuges wird als die Basisdaten für eine Kartenübereinstimmung an die Standort- und Kurserfassungseinrichtung 3 angeliefert. Der von der Standort- und Kurserfassungseinrichtung 3 mittels der Kartenübereinstimmung erhaltene Kursausgang ee wird an die Kurskorrektureinrichtung 4 übergeben, zusammen mit dem gegenwärtigen Kurs θr, der von der Integration-Einrichtung 2 erhalten wurde.
  • Die Kurskorrektureinrichtung 4 berechnet den Unterschied zwischen dem Kursausgang θr der Integration-Einrichtung 2 und dem Kursausgang θe der Standort- und Kurserfassungseinrichtung 3.
  • Falls erforderlich, wird dieser Unterschied über die von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke angesammelt.
  • Der Grund dafür, daß der Unterschied angesammelt wird, besteht in einer Erhöhung der Datengenauigkeit, da bei diesem Unterschied die von verschiedenen Faktoren resultierenden Fehler nicht angesammelt werden.
  • Der Korrekturwert δθ für eine Korrektur des Kursausganges er der Integration-Einrichtung 2 wird danach aus dem Unterschied oder einem angesammelten Wert des Unterschiedes berechnet und zurück an die Integration-Einrichtung 2 eingegeben.
  • Da die Integration-Einrichtung 2 den gegenwärtigen Kurs er mit dem Korrekturwert δθ korrigiert und der korrigierte Kurs als Basisdaten für die Kartenübereinstimmung an die Standort- und Kurserfassungseinrichtung 3 angeliefert wird, kann die Genauigkeit der Kartenübereinstimmung vergrößert werden.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Kalibrierungsvorrichtung ist ähnlich derjenigen der Fig. 1 mit der Ausnahme der Kurskorrektureinrichtung 7.
  • Wenn die Kurskorrektureinrichtung 7 ein Wenden des Fahrzeuges erfaßt hat, dann berechnet sie den ersten Wechsel (Ausmaß der Drehung) des Kursausgangs θr und den zweiten Wechsel δθe des Kursausgangs θe vor und nach dem Wenden. Falls erforderlich werden diese ersten und zweiten Wechsel über die von dem Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen angesammelt. Der Grund für eine Ansammlung der Wechsel besteht darin, daß die Datengenauigkeit vergrößert wird, da die Fehler, die aus verschiedenen Faktoren bei dem Wechsel resultieren, nicht angesammelt werden.
  • Der Korrekturwert δθ für eine Korrektur der Winkelgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 1 wird dann mittels der ersten und zweiten Wechsel δθr und δθe oder mit den angesammelten Werten der Wechsel berechnet und wird zurück an die Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 1 eingegeben.
  • Die Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 1 korrigiert den Skalenfaktor der Winkelgeschwindigkeit mit dem Korrekturwert δθ und die korrigierte Winkelgeschwindigkeit wird an die Integration-Einrichtung 2 angeliefert. Da der Ausgang der Integration-Einrichtung als Basisdaten für die Kartenübereinstimmung an die Standort- und Kurserfassungseinrichtung 3 angeliefert wird, kann die Genauigkeit der Kartenübereinstimmung vergrößert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, bei welchen
  • Fig.1 und 2 Blockdiagramme sind, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein unabhängiges Navigationssystem zeigt, in welches eine Kalibrierungsvorrichtung fur einen Winkelgeschwindigkeit-Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung eingegliedert werden kann;
  • Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur der ersten Ausführungsform der Kalibrierungsvorrichtung zeigt;
  • Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches den mit der ersten Ausführungsform der Fig. 4 durchgeführten Kalibrierungsprozeß zeigt; und
  • Fig. 6 veranschaulicht schematisch den Abstand der von dem Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Hinweis auf die Fig. 3 ist dort ein unabhängiges Navigationssystem gezeigt, in welches eine Kalibrierungsvorrichtung für einen Winkelgeschwindigkeit-Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung eingegliedert werden kann. Das unabhängige Navigationssystem besteht aus einer Konsole 11, einem Displaygerät 12, einem magnetischen Sensor 13, einem Entfernungssensor 14, einem Winkelgeschwindigkeit-Sensor 15, einem Straßenkartenspeicher 10 zum Speichern von Kartendaten u.dgl. und einem Speicherantrieb 16 zum Auslesen von Daten aus dem Straßenkartenspeicher 10. Das unabhängige Navigationssystem besteht weiterhin aus einer Standort- und Kurserfassungsvorrichtung 17, welche die Wahrscheinlichkeit der Existenz eines Fahrzeuges auf jeder Straße auswertet und den Standort und den Kurs des Fahrzeuges aus dieser Auswertung berechnet. Das unabhängige Navigationssystem besteht weiterhin aus einem Navigationssteuergerät 18, welches einen vorbestimmten Bereich einer Straßenkarte freigibt und ausliest, das Displaygerät 12 antreibt und verschiedene arithmetische Steuerungen ausführt, wie bspw. Steuerungen der Standort- und Kurserfassungsvorrichtung 17.
  • Die vorbeschriebene Konsole 11 hat eine Tastatur (nicht gezeigt), die es dem Fahrer eines Fahrzeuges erlaubt, dieses unabhängige Navigationssystem zu starten und zu stoppen und einen Cursor auf den Bildschirm des Displaygerätes 12 zu bewegen sowie die auf dem Bildschirm abgebildete Straßenkarte abzurollen.
  • Der Straßenkartenspeicher 10 besteht aus einem Massenspeichermedium-Speicher, wie bspw. einem CDROM, einem Magnetband u.dgl. In dem Straßenkartenspeicher 10 wird die Straßenkarte in Maschenblöcke unterteilt, und es werden die Daten (Kartendaten) von Straßenkreuzungen (Knotenpunkte) für die Erfassung eines Fahrzeugstandortes bei der Einheit jedes Maschenblockes gespeichert. Diese Straßenkartendaten werden für eine graphische Abbildung und eine Berechnung der Strecke verwendet.
  • Das Displaygerät 12 weist eine CRT (Kathodenstrahiröhre) und ein kristallines Panel auf und bildet einen Text und graphische Linieninformationen ab, wie bspw. Straßenkarten, den Standort des Fahrzeuges, empfohlene Fahrstrecken, den Kurs des Fahrzeuges und die Entfernung zu einem Bestimmungsort.
  • Der magnetische Sensor 13 erfaßt einen absoluten Winkel des Kurses des Fahrzeuges, wahrend es über Straßen fährt.
  • Der Winkelgeschwindigkeit-Sensor 15 kann einen optischen Fasergyro aufweisen, oder er kann einen Vibrationsgyro oder einen Gyro des mechanischen Typs aufweisen.
  • Der Entfernungssensor 14 wird zur Erfassung der von dem Fahrzeug zurückgelegten Entfernungen verwendet. Bspw. kann der Entfernungssensor 14 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeit- Sensor gebildet sein, der die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges erfaßt, oder mit einem oder mehreren Radsensoren, welche die Drehung der Räder des Fahrzeuges erfassen.
  • Das Navigation-Steuergerät 18 erhält Informationen über die Fahrzeugstandorte von der Standort- und Kurserfassungsvorrichtung 17 und bildet den gegenwärtigen Standort und den Zielort des Fahrzeuges auf der Karte ab. Insbesondere ist das Navigation-Steuergerät 18 mit einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) gebildet, mit einem graphischen Datenverarbeitungsgerät (nicht gezeigt) und mit einem die Abbildung eines Bildes verarbeiteten Speicher (nicht gezeigt), und es führt die Abbildung von Menus, das Zurückgreifen auf Karten, das Umschalten eines Verkleinerungsmaßstabes, ein Abrollen in vergrößertem Maßstab, eine Abbildung des gegenwärtigen Standortes und des Kurses eines Fahrzeuges, die Abbildung eines Zielortes oder von Führungspunkten und die Abbildung des Kurses und der Entfernung zu einem Zielort durch.
  • Die Standort- und Kurserfassungsvorrichtung 17 integriert die von dem Entfernungssensor 14 erfaßten Entfernungen und die von dem magnetischen Sensor 13 und dem Winkelgeschwindigkeit-Sensor 15 erfaßten Kurse und sie berechnet den Standort des Fahrzeuges durch einen Vergleich der integrierten Daten mit den Kartendaten, die von dem Speicherantrieb 16 ausgelesen worden sind, um den Standort und den Kurs des Fahrzeuges auszugeben.
  • Die Fig. 4 zeigt die Struktur der Kalibrierungsvorrichtung des Winkelgeschwindigkeit-Sensors 15.
  • Die Kalibrierungsvorrichtung umfaßt eine Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 21 zur Erfassung der Drehwinkelgeschwindigkeit des Winkelgeschwindigkeit-Sensors 15 und eine Integrationseinrichtung 22 zur Integrierung der Winkelgeschwindigkeit bei jeder Abtast-Zeiteinheit, um einen Kurswinkel zu berechnen und um den Kurswinkel dem Kurs hinzuzufügen, der bei der vorhergehenden Abtastzeit erhalten wurde, um damit einen Kurs θr zum gegenwärtigen Zeitpunkt zu berechnen.
  • Die Kalibrierungsvorrichtung umfaßt weiterhin eine Standortund Kurserfassungseinrichtung 23, eine Zähleinrichtung 24 zur Erfassung der Größe des Kursfehlers, eine Einrichtung 25 zur Einstellung des anfänglichen Kurses und eine Einrichtung 26 für eine Driftkalibrierung.
  • Die Standort- und Kurserfassungseinrichtung 23 berechnet wiederholt die Ähnlichkeit zwischen den Kartendaten und dem angenäherten Standort, der von dem Kursausgang des magnetischen Sensors 13 und dem Entfernungsausgang des Entfernungssensors 14 erhalten wurde, und sie bestimmt einen am meisten wahrscheinlichen Standort des Fahrzeuges und seines Kurses auf der Straße durch eine Kartenübereinstimmung.
  • Die Zähleinrichtung 24 für die Größe des Kursfehlers vergleicht den Kursausgang θr von der Integrationseinrichtung 22 mit dem geschätzten Kursausgang θe (oder dem Kurs der geschätzten Straße) von der Standort- und Kurserfassungseinrichtung 23 in Abständen von Fahrstrecke-Entfernungseinheiten δ1 wie gezeigt in Fig. 6. Wenn die Ansammlungs des Unterschiedes zwischen dem Kursausgang θr und dem geschätzten Kursausgang θe oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist, dann liefert die Zähleinrichtung 24 für die Größe des Kursfehlers einen Kurskorrekturaus gang zurück an die Integrationseinrichtung 22.
  • Die Einstelleinrichtung 25 für den anfänglichen Kurs stellt einen anfänglichen Kurs θo eines Fahrzeuges mittels des Ausganges des magnetischen Sensors ein oder den Kurs auf der Straße, wenn das Fahrzeug mit seiner Fahrt beginnt.
  • Die Drift-Kalibrierungseinrichtung 26 kalibriert einen Winkelgeschwindigkeit-Driftfehler des Winkelgeschwindigkeit- Sensors 15.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 die Betriebsweise des Winkelgeschwindigkeit-Sensors 15 beschrieben, der gemäß der Darstellung in Fig. 5 ausgeführt ist.
  • Der Ausgang dθr/dt der Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 21 wird in der Stufe S1 berechnet und in der Stufe S2 in Abständen von vorbestimmten Taktzeiten t integriert. Der integrierte Ausgang wird zu dem vorhergehenden Kurs θr' hinzugefügt (der anfängliche Kurs ist θo), um den folgenden gegenwärtigen Kurs zu erhalten:
  • Als nächstes wird in der Stufe S3 der Unterschied erhalten zwischen dem Kurs θe(li), der jeweils von der Standortund Kurserfassungseinrichtung 23 und dem Kurs θr(li), der in der Stufe S2 erhalten wurde, ermittelt wird, wenn das Fahrzeug die Entfernung einer Einheitsstrecke 1 befahren hat und an einem Standort li (i = 1, 2, ... und n) seiner Fahrt ankommt, wie gezeigt in Fig. 6, und in der Stufe S4 wird dann dieser Unterschied mit der folgenden Gleichung gesammelt:
  • Die Sammlung (δθj(n)) wird fortgesetzt, bis sie einen vorbestimmten Wert annimmt. Wenn die Sammlung (δθj(n)) größer als der vorbestimmte Wert wird, dann wird sie gestoppt.
  • In der Stufe S5 wird bestimmt, ob δθj(n) größer als der vorbestimmte Wert ist. Wenn ja, dann wird ein Fehler je Entfernung einer Einheitsstrecke δ1 durch die folgende Gleichung errechnet:
  • Dieser Fehler wird von dem Kurs er subtrahiert, der von der Integrationseinrichtung 22 erhalten wurde. Dieser Kurs (θr-δθj(n)/n) wird als θr an die Standort- und Kurserfassungseinrichtung 23 geliefert, und die Kartenübereinstimmung wird fortgesetzt. Wenn andererseits θj(n) nicht größer ist als der vorbestimmte Wert, dann kehrt die Stufe S5 zurück zu der Stufe S1, und die vorbeschriebene Sammlung wird wiederholt.
  • Wenn die Sammlung des Unterschiedes (Fehler) zwischen dem Ausgang des Winkelgeschwindigkeit-Sensors 15 und dem durch die Kartenübereinstimmung erhaltenen Kurs größer als der vorbestimmte Wert wird, dann kann so durch eine Subtraktion des Fehlers von dem durch die Integrationseinheit 22 erhaltenen Kurs der Winkelgeschwindigkeit-Sensor 15 kalibriert werden, sodaß immer ein korrekter Kurs erhalten wird.

Claims (2)

1. Kalibrierungsvorrichtung für einen Sensor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit für die Erfassung eines Kurses eines Fahrzeuges, der in einem unabhängigen Navigationssystem verwendet wird, wobei die Kalibrierungsvorrichtung besteht aus:
einer Winkelgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung (1) zur Berechnung einer Winkelgeschwindigkeit (dO/dt) aus einem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeit-Erfassungssensors (15);
einer Integration-Einrichtung (2) zur Berechnung eines gegenwärtigen Kurses (Or) des Fahrzeuges durch eine Integrierung der Winkelgeschwindigkeit und durch eine Hinzufügung der integrierten Winkelgeschwindigkeit zu dem vorhergehenden Kurs des Fahrzeuges;
einer Standort- und Kurserfassungseinrichtung (3), die einen Standort des Fahrzeuges aus dem gegenwärtigen Kurs schätzt, der durch die Integration-Einrichtung berechnet wurde, einem Kurs, der durch einen magnetischen Sensor (13) erhalten wurde, und aus einer Entfernung, die durch einen Entfernungssensor (14) erhalten wurde, und welche den geschätzten Standort mit Straßennetzwerkdaten vergleicht, die aus einem Straßenkartenspeicher (10) erhalten wurden, um einen geschätzten Kurs (Oe) des Fahrzeuges zu erhalten; gekennzeichnet weiterhin durch
eine Kurskorrektureinrichtung (4), die für die Berechnung einer Differenz zwischen dem gegenwärtigen Kurs der Integration-Einrichtung und dem geschätzten Kurs der Standort- und Kurserfassungseinrichtung angepaßt ist und eine Integration der Differenz durchführt, bis der integrierte Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet, um einen Fehler je Einheitsentfernung für die integrierte Differenz und die zurückgelegte Entfernung zu berechnen als einen Korrekturwert (δθ) zur Korrektur des gegenwärtigen Kurses der Integration-Einrichtung und für eine Eingabe des Korrekturwertes zurück an die Integration- Einrichtung;
wobei der gegenwärtige Kurs der Integration-Einrichtung durch eine Subtraktion des Korrekturwertes von dem gegenwärtigen Kurs der Integration-Einrichtung korrigiert wird.
2. Kalibrierungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Einstelleinrichtung (25) für einen anfänglichen Kurs zur Einstellung eines Ausgangs des magnetischen Sensors oder eines Kurses der Straße als einen anfänglichen Kurs des Fahrzeuges aufweist, wenn das Fahrzeug mit seiner Fahrt auf einer Straße beginnt.
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