DE69625172T2 - Ortungsvorrichtung - Google Patents
OrtungsvorrichtungInfo
- Publication number
- DE69625172T2 DE69625172T2 DE69625172T DE69625172T DE69625172T2 DE 69625172 T2 DE69625172 T2 DE 69625172T2 DE 69625172 T DE69625172 T DE 69625172T DE 69625172 T DE69625172 T DE 69625172T DE 69625172 T2 DE69625172 T2 DE 69625172T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- azimuth
- data
- relative
- actual
- acceleration
- 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 - Lifetime
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 97
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 82
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 58
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/53—Determining attitude
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; 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
- G01C21/16—Navigation; 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
- G01C21/165—Navigation; 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 combined with non-inertial navigation instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
- G01D5/04—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means using levers; using cams; using gearing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2451—Incremental encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
- G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/52—Determining velocity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Navigationstechnik zum Empfang von Wellensignal von GPS (Globales Positioniersystem)-Satelliten, um eine Position und eine Bewegungsrichtung eines bewegten Objektes, wie eines Fahrzeugs oder einer Person zu erfassen und betrifft insbesondere eine Bewegungserfassungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine autonome Navigation mit hoher Genauigkeit durchzuführen auch an einem Ort wie etwa einem Tunnel, zwischen hohen Gebäuden oder unter einer hochgelegten Bahnstrecke, wo der Empfang von Wellensignalen von GPS-Satelliten schwierig ist.
- Eine Bewegungserfassungsvorrichtung ist bekannt, die in Echtzeit die momentane Position und die Geschwindigkeit eines bewegten Objektes durch Kombination eines Bewegungsgrößesensors zur Erfassung eines Bewegungsmaßes des bewegten Objektes mit von GPS-Satelliten empfangenen GPS-Signalen erfaßt und diese anzeigt. Die Bewegungserfassungsvorrichtung dieses Typs wie in US-A-5438517 beschrieben wird beispielsweise als Sensoreinheit für Positionsdaten oder dergleichen in einem Kraftfahrzeugsnavigationssystem verwendet. Die in dem Kraftfahrzeugsnavigationssystem verwendete herkömmliche Bewegungserfassungsvorrichtung enthält beispielsweise eine GPS-Antenne und einen GPS-Empfänger zum Empfang von GPS-Signalen von den GPS-Satelliten, einen Rotationsdetektor eines Reifens als ein Beispiel für einen Bewegungsgrößensensor und eine Arithmetikeinheit zur Berechnung der Absolutposition, der Absolutgeschwindigkeit und des Absolut-Azimuths eines Fahrzeugs basierend auf den von dem GPS-Empfänger gesendeten Signalen wie auch der Relativgeschwindigkeit und der gefahrenen Entfernung des Fahrzeugs basierend auf der durch den Rotationsdetektor gemessenen Umdrehungsgeschwindigkeit des Reifens und zur Korrektur der Absolutposition oder dergleichen basierend auf den Berechnungsergebnissen. Das Fahrzeugnavigationssystem speichert im Vorraus Kartendaten und zeigt die Daten des Berechnungsergebnisses der Arithmetikeinheit auf der Karte überlagert an.
- Da bei der so strukturierten Bewegungserfassungsvorrichtung die Absolutposition usw. des Fahrzeuges basierend auf dem GPS-Signal abgeleitet werden kann und ferner die Geschwindigkeit und die gefahrene Entfernung des Fahrzeuges aus der durch den Rotationsdetektor gemessenen Umdrehungsgeschwindigkeit des Reifens abgeleitet werden kann, ist es vorteilhaft, daß die Bewegungsdaten des Fahrzeuges genauer erfaßt werden können als in dem Fall, wenn nur das GPS oder der Rotationsdetektor verwendet wird.
- Da jedoch bei der herkömmlichen Bewegungserfassungsvorrichtung nur der Bewegungsgrößensensor an einem Ort arbeiten kann, wo die GPS-Signale nicht empfangen werden können, wie zwischen Gebäuden, in einem Tunnel oder in einem Wald, ist die Genauigkeit der Bewegungsdaten verringert. Ferner unterscheiden sich bei dem Fahrzeugnavigationssystem in dem Fall, wenn der Reifen während der Fahrt des Fahrzeuges durchdreht oder der Bewegungsgrößensensor an einem Kontaktabschnitt mit dem Reifen leerläuft, die Meßergebnisse des Bewegungsgrößensensors von den tatsächlichen Bewegungsdaten. Ferner ist es möglich, daß ein Benutzer das Auftreten einer solchen Situation nicht erkennt. So treten Situationen auf, in denen die Verläßlichkeit des Betriebes der Bewegungserfassungsvorrichtung verringert ist.
- Ferner wird bei der Verwendung der Bewegungserfassungsvorrichtung im Fahrzeugnavigationssystem der Standard der in dem Rotationsdetektor als Bewegungsgrößensensor erfaßten Signale nicht als Standard für alle Fahrzeuge angeboten. Wenn beispielsweise die Größen oder Formen des Reifens oder die Befestigungsabschnitte unterschiedlich sind, resultiert ein Unterschied der Meßresultate. Daher besteht das Problem, daß es bei der Installation des Systems wesentlich ist, das Fahrzeug zu verändern, um den Signalstandard des Rotationsdetektors abzugleichen oder den Rotationsdetektor für das Fahrzeug zu kalibrieren, wodurch die Kosten der Systeminstallation nicht reduziert werden können.
- Um das genannte Problem zu lösen liefert die vorliegende Erfindung eine Bewegungserfassungsvorrichtung aufweisend eine GPS-Arithmetikeinrichtung zur Erzeugung von ersten Bewegungsdaten basierend auf GPS-Signalen, wobei die ersten Bewegungsdatenabweichungskomponenten einer Absolutposition, einer Absolutgeschwindigkeit und eines Absolut-Azimuths eines beweglichen Objekts enthalten; einen Trägheitssensor zur Erfassung einer in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Objekts erzeugten Beschleunigung und einer um eine Achse, die eine feste Neigung relativ zur Bewegungsrichtung aufweist, erzeugten Winkelgeschwindigkeit; eine Einrichtung zur Erzeugung von zweiten Bewegungsdaten aus der durch den Trägheitssensor gemessenen Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit, wobei die zweiten Bewegungsdaten Abweichungskomponenten einer Relativposition, einer Relativgeschwindigkeit und eines Relativ-Azimuths des beweglichen Objektes enthalten sind; und eine Arithmetik-Steuereinrichtung zur Korrektur der ersten und zweiten Bewegungsdaten basierend auf den gemeinsamen Daten und zur Erzeugung tatsächlicher Bewegungsdaten umfassend eine tatsächliche Position, eine tatsächliche Geschwindigkeit und einen tatsächlichen Azimuth des beweglichen Objekts durch Berechnung.
- Die Arithmetik-Steuereinrichtung hält beispielsweise Berechnungsdaten fest, die erzeugt werden, wenn die GPS-Signale normal empfangen werden, und leitet die tatsächlichen Berechnungsdaten des beweglichen Objektes unter Verwendung der festgehaltenen Berechnungsergebnisdaten dann ab, wenn der Empfang des GPS- Signals nicht möglich ist. Die Arithmetik-Steuereinrichtung weist eine Zentrifugalkraft-Korrektureinrichtung zur Korrektur eines Einflusses einer Zentrifugalkraft relativ zur tatsächlichen Geschwindigkeit basierend auf den Daten der tatsächlichen Geschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit und eine Korrektureinrichtung zur Ableitung von Fehlern aufgrund einer Drift des Trägheitssensors aus einer Differenz zwischen der Absolutgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit bzw. einer Differenz zwischen dem Absolut-Azimuth und dem Relativ-Azimuth und zur Korrektur der Relativgeschwindigkeit und des Relativ-Azimuths basierend auf den jeweils abgeleiteten Fehlern auf.
- Insbesondere weist die Arithmetik-Steuereinrichtung einen Geschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt, einen Azimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt und einen Positions-Arithmetikverarbeitungsabschnitt auf.
- (1) Der Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt weist die folgenden Elemente auf:
- (1-1) eine Einrichtung zur Ableitung einer ersten Bewegungsbeschleunigung aus einer Abweichung einer kombinierten Geschwindigkeit, die erhalten ist durch eine Filterkombination der Absolutgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit;
- (1-2) eine Einrichtung zur Ableitung einer ersten Gravitationsbeschleunigung durch Subtrahieren der ersten Bewegungsbeschleunigung von den Beschleunigungsdaten;
- (1-3) eine Einrichtung zur Umsetzung von Winkeldaten, die erhalten sind durch Integration der Winkelgeschwindigkeitsdaten, in eine zweite Gravitationsbeschleunigung;
- (1-4) eine Einrichtung zur Ableitung einer dritten Gravitationsbeschleunigung, die erhalten ist durch eine Filterkombination der ersten und zweiten Gravitationsbeschleunigung, in eine vierte Gravitationsbeschleunigung basierend auf einer Referenzneigung;
- (1-5) eine Einrichtung zur Ableitung eines Fehlers zwischen der ersten Gravitationsbeschleunigung und der vierten Gravitationsbeschleunigung; und
- (1-6) eine Einrichtung zur Korrektur der zweiten Gravitationsbeschleunigung durch den Fehler, Ableitung einer zweiten Bewegungsbeschleunigung durch Subtraktion einer Gravitationsbeschleunigung nach der Korrektur von den Bescheunigungsdaten und Ableitung einer tatsächlichen Geschwindigkeit durch Integration der zweiten Bewegungsbeschleunigung.
- Die Filterkombination der Absolutgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit und die Filterkombination der ersten und zweiten Gravitationsbeschleunigung weisen jeweils die Form einer Wertekombination auf, nachdem sie zwei Arten von Filtern mit verschiedenen Frequenzbändern durchlaufen haben.
- (2) Der Azimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt weist die folgenden Elemente auf:
- (2-9) eine Einrichtung zur Ableitung eines kombinierten relativen Azimuths durch eine Filterkombination einer Abweichung des Absolut-Azimuths pro Zeiteinheit mit dem Relativ-Azimuth; und
- (2-2) eine Einrichtung zum selektiven Ausgeben eines ersten tatsächlichen Azimuths, der erhalten wird durch Summieren des kombinierten Relativ-Azimuths abgeleitet basierend auf dem aufeinanderfolgend aktualisierten Absolut-Azimuth und Relativ-Azimuths und dem Absolut-Azimuth oder eines zweiten tatsächlichen Azimuths, der erhalten ist durch Summieren des Relativ-Azimuths und des ersten tatsächlichen Azimuths.
- Die Filterkombination der Abweichung pro Zeiteinheit des Absolut-Azimuths und des Relativ-Azimuths weist die Form einer Kombination der Werte nach Durchlaufen zweier Arten von Filtern mit verschiedenen Frequenzbändern auf.
- (3) Der Positions-Arithmetikverarbeitungsabschnitt weist folgende Elemente auf:
- (3-1) eine Einrichtung zur Ableitung einer zurückgelegten Entfernung durch Integration der tatsächlichen Geschwindigkeit und Ableitung eines Breitenabweichungswertes und eines Längenabweichungswertes basierend auf der zurückgelegten Entfernung und dem tatsächlichen Azimuth; und
- (3-2) eine Einrichtung zur Erzeugung der tatsächlichen Position durch Korrektur der aufeinanderfolgend aktualisierten Absolutposition während des nicht aktualisierten Zeitraums unter Verwendung des Breitenabweichungswerts und des Längenabweichungswerts.
- Durch Anordnung der Arithmetiksteuereinheit wie oben beschrieben können die Daten der Position, der Geschwindigkeit, des Azimuths etc. des bewegten Objektes korrekt erfaßt werden unabhängig von der Art des beweglichen Objektes oder einer Bewegungsbedingung, beispielsweise ob das bewegte Objekt an einem Ort befindlich ist, wo GPS-Signale nicht empfangen werden können.
- Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Strukturbeispiel einer erfindungsgemäßen Bewegungserfassungsvorrichtung zeigt.
- Fig. 2 ist ein funktionales Blockdiagramm des Geschwindkeits-Arithmetik- Verarbeitungsabschnitts.
- Fig. 3 ist ein funktionales Blockdiagramm des Azimuth-Arithmetik- Verarbeitungsabschnitts.
- Fig. 4 ist ein funktionales Blockdiagramm des Positions-Arithmetik- Verarbeitungsabschnitts.
- Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Richtungen der drei zueinander orthogonalen Achsen und einer Bewegungsrichtung eines bewegten Objektes zeigt.
- Fig. 6a) und b) sind erläuternde Diagramme, die eine Beziehung zwischen einer Bewegungsbeschleunigung und einer Gravitationsbeschleunigung zeigen, die in Beschleunigungsdaten enthalten sind.
- Fig. 7 ist ein erläuterndes Diagramm des Verfahrens zur Erzeugung einer korrekten Bewegungsbeschleunigung, wenn man einen Einfluß von GPS- Signalen berücksichtigt.
- Fig. 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Verfahrens zur Kombination zweier Arten von Gravitationsbeschleunigungen zeigt.
- Fig. 9 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Berechnungsprozeß eines Fehlers in Richtung einer Referenzachse zeigt.
- Fig. 10 ist ein erläuterndes Diagramm einer Prozedur zur Berechnung der tatsächlichen Geschwindigkeit, wenn die GPS-Signale nicht erhalten werden.
- Fig. 11 ist ein Benutzungszustandsdiagramm einer Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
- Fig. 12 ist ein Strukturdiagramm der Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
- Fig. 13 ist eine innere Perspektivansicht, die ein strukturelles Beispiel eines Trägheitssensors gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
- Fig. 14 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Arithmetiksteuerabschnits dieses Ausführungsbeispiels.
- Fig. 15 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Berechnungsprozesses der Absolutposition in diesem Ausführungsbeispiel.
- Fig. 16 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Berechnungsprozesses des Absolut-Azimuths in diesem Ausführungsbeispiel.
- Fig. 17 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Korrekturprozesses in diesem Ausführungsbeispiel.
- Fig. 1 ist ein Strukturdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bewegungserfassungsvorrichtung zeigt.
- Die Bewegungserfassungsvorrichtung enthält einen GPS-Empfänger 2 zur Umsetzung eines an einer GPS-Antenne 1 empfangenen GPS-Signals in serielle Digitaldaten wie Positionsdaten in Form von Länge und Breite und Daten, welche die Absolutgeschwindigkeit und den Absolut-Azimuth repräsentieren, die für die autonome Navigation verwendet werden können, und um diese Daten auszugeben, einen Aritmethik-Steuerabschnitt 3, einen Trägheitssensor 5, einen Sicherungsspeicher 6 zur Speicherung einer Sicherungskopie durch kontinuierliche Zuführung und einen Datenausgabeabschnitt 7.
- Der Aritmethik-Steuerabschnitt 3 enthält einen Digitalempfangsabschnitt 31 zum Empfangen der seriellen Daten von dem GPS-Empfänger 2, um diese in parallele Daten umzusetzen, einen Analog-Empfangsabschnitt 32 zum Empfang von Analogdaten von dem Trägheitssensor 5, einen Analog-/Digital-Wandlerabschnitt (A/D- Wandlerabschnitt) 33 zum Umsetzen der Analogdaten in Digitaldaten, einen Rauschunterdrückungsabschnitt 34 zur Entfernung von Rauschkomponenten in den Digitaldaten und einen Arithmetikverarbeitungsabschnitt 4 zur Berechnung der tatsächlichen Geschwindigkeit, des tatsächlichen Azimuths und der tatsächlichen Position eines bewegten Objektes. Der Digitalempfangsabschnitt 31 enthält einen GPS-Überwachungsabschnitt 31a zur Bestimmung, ob das GPS-Signal normal empfangen wird oder nicht durch Bewertung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines in dem GPS-Signal enthaltenen Statussignals und der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Aktualisierung des GPS-Signals. Die Überwachungsresultate des GPS-Überwachungsabschnitts 31a werden dem Arithmetikverarbeitungsabschnitt 4 zugeführt.
- Der Trägheitssensor 5 mißt Beschleunigungsgen und Winkelgeschwindigkeiten, die bezüglich der dreidimensionalen Achsen (X-, Y- und Z-Achsen), die relativ zu dem bewegten Objekt festgelegt werden. Beispielsweise enthält der Trägheitssensor 5 drei Beschleunigungssensoren 51a bis 51c, drei Winkelgeschwindigkeitssensoren 52a bis 52c und einen Verstärker 53 zur Verstärkung der Meßresultate dieser, Es ist vorteilhaft, wenn diese Instrumente auf den drei Achsen angeordnet sind, die exakt orthogonal zueinander sind. Wenn jedoch diese drei Achsen nicht exakt orthogonal zueinander sind oder wenn diese drei Achsen, die schräg zueinander sind, relativ zu dem bewegten Objekt festgelegt werden, können die gemessenen Werte unter Verwendung korrekter Parameter korrigiert werden. Da es andererseits ausreichend ist, die in einer Bewegungsrichtung des bewegten Objektes erzeugte Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeiten um die Achsen zu messen, die jeweils eine feste Neigung relativ zu der Bewegungsrichtung haben, werden wenigstens ein Beschleunigungssensor und wenigstens zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren benötigt.
- Die durch den Verstärker 53 verstärkten Meßresultate werden dem A/D- Wandlerabschnitt 33 über den Analog-Empfangsabschnitt 32 zugeführt, um in Digitalsignale umgesetzt zu werden, die zur Arithmetikverarbeitung in dem Arithmetikverarbeitungsabschnitt 4 angepaßt sind. Dann werden deren Rauschkomponenten durch den Rauschunterdrückungsabschnitt 34 entfernt und die resultierenden Digitalsignale werden im Sicherungsspeicher 6 zur aufeinanderfolgenden Aktualisierung gespeichert.
- Der Arithmetikverarbeitungsabschnitt 4 in dem Aritmethiksteuerabschnitt 3 ist in der Form eines programmierten Digitalprozessors zum Auslesen der in dem Sicherungsspeicher 6 gespeicherten Daten zu gewissen Zeiten ausgebildet, um so Daten über die tatsächliche Geschwindigkeit, den tatsächlichen Azimuth und die tatsächliche Position des beweglichen Objektes zu berechnen und ferner die Arithmetikverarbeitungsresultate in dem Sicherungsspeicher 6 korrekt abzuspeichern.
- Der Einfachheit halber wird die Berechnung der Geschwindigkeit durch einen Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 41 ausgeführt, der eine wie in Fig. 2 gezeigte Struktur hat, die Berechnung des Azimuths wird durch einen Azimuth- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 42 mit der in Fig. 3 gezeigten Struktur und die Berechnung der Position wird durch einen Positions-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 43 mit der in Fig. 4 gezeigten Struktur ausgeführt. Der Datenausgabeabschnitt 18 gibt die Ausgangsdaten des Aritmethiksteuerabschnitts 3 an eine Anzeigeeinheit oder einen folgenden Bearbeitungsabschnitt aus.
- Nun wird die Funktionsweise der Abschnitte der Bewegungserfassungsvorrichtung im Detail beschrieben, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit, der tatsächliche Azimuth und die tatsächliche Position des beweglichen Objektes abgeleitet wird unter der Annahme, daß, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes als X-Achse festgelegt wird, eine Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes auf der Ebene enthaltend die Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes als Y-Achse und eine Richtung senkrecht zu der durch die X- und Y-Achsen definierten Ebene als Z-Achse festgelegt wird.
- Wenn sich das bewegliche Objekt in eine bestimmte Richtung bewegt, umfassen die durch die Beschleunigungssensoren 51a bis 51c gemessenen Beschleunigungsdaten, wie in den Fig. 6a) und b) gezeigt eine Gravitationsbeschleunigung g (= A/sinθ) hervorgerufen durch einen Lagewinkel (Neigung relativ zur Referenzachse) des beweglichen Objektes und eine Bewegungsbeschleunigung EX (= V/sinθ) hervorgerufen durch die tatsächliche Geschwindigkeit des beweglichen Objektes in Bewegungsrichtung. Daher enthalten die Beschleunigungsdaten einen kombinierten Wert der Beschleunigungsdaten A (= g·sinθ) entsprechend Fig. 6a) und den Beschleunigungsdaten B (= EX·cosθ) gemäß Fig. 6b). In diesem Fall kann die Geschwindigkeit des beweglichen Objektes entlang der X-Achse abgeleitet werden durch Extraktion nur der Bewegungsbeschleunigung EX aus den Beschleunigungsdaten (A + B) als die Ausgangsdaten der Beschleunigungssensoren 51a bis 51c. Die Winkelgeschwindigkeitsdaten als die Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors werden hauptsächlich zur Ableitung einer Neigung (θ) zum Ausschluß der Gravitationsbeschleunigung verwendet.
- Die Funktionsweise des Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitts 41 gemäß diesem Prinzip wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Der Einfachheit halber wird die Erläuterung nur bezüglich der X-Achse gegeben, die jedoch ähnlich auf die Y- oder Z-Achse anwendbar ist.
- Zunächst wird ein Fehler ε abgeleitet, wenn der normale Empfang des GPS-Signals möglich ist.
- Es wird angenommen, daß die Absolutgeschwindigkeit in Bewegungsrichtung (X- Achsen-Richtung), die auf Basis der GPS-Signale abgeleitet wird, als VGX gesetzt wird, die durch den Beschleunigungssensor 51a gemessenen Beschleunigungsdaten in X-Richtung als AX und die durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 52b gemessenen Winkelgeschwindigkeitsdaten um die Y-Achse als q gesetzt werden und die Neigung der X-Achse relativ zur Horizontalebene als θ gesetzt wird.
- Wie in Fig. 7 gezeigt ist liest der Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 41 zuerst die in dem Sicherungsspeicher 6 gespeicherten Beschleunigungsdaten AX nach Ablauf einer gewissen Verzögerungszeit bestimmt zum Abgleich einer Phase mit den GPS-Signalen (S101) aus und leitet eine Neigung (Inklination) θ der X-Achse relativ zu der Horizontalrichtung ab (S102). Ferner wird eine Gravitationsbeschleunigung β hoher Frequenzen (kurzer Perioden) abgeleitet. Die Neigung θ kann abgeleitet werden durch eine definite Integration der Winkelgeschwindigkeiten q um die Y-Achse pro Periode Δt in der Integrationsschaltung 41a. Die Gravitationsbeschleunigung β kann abgeleitet werden durch Berechnung der Neigung θ in einer Sinus-Schaltung 41b (es wird festgelegt, daß die Gravitationsbeschleunigung g der Erde 1 ist). Anschließend wird eine Bewegungsbeschleunigung EX in der X- Achsen-Richtung aus den Beschleunigungsdaten AX und der vorangehenden Neigung θ abgeleitet (S103). Die Bewegungsbeschleunigung EX kann abgeleitet werden durch Berechnung der folgenden Gleichung (1) wie aus Fig. 6a) und b) hervorgeht:
- EX = (AX - sinθ)·1/cosθ (1)
- Der Geschwindigkeits-Verarbeitungsabschnitt 41 kombiniert durch einen Mischfilter 41d eine durch eine definite Integration der Bewegungsbeschleunigungen EX pro Periode Δt in einer Integrationsschaltung 41c abgeleitete relative Geschwindigkeit VX und eine basierend auf den GPS-Signalen abgeleitete absolute Geschwindigkeit VGX (S104 und S105). Insbesondere wird die von den GPS-Signalen abgeleitete Absolutgeschwindigkeit VGX pro Zeiteinheit, beispielsweise pro Sekunde aktualisiert und so durch die relative Geschwindigkeit VX bis zur nächsten Aktualisierung ergänzt. Die Absolutgeschwindigkeit VGX und die Relativgeschwindigkeit laufen durch ein Tiefpaßfilter bzw. ein Hochpaßfilter und werden kombiniert zur Erzeugung der kombinierten Geschwindigkeit, so daß die Absolutgeschwindigkeit VGX verwendet wird zur Geschwindigkeitsänderung der niederfrequenten (langperiodigen) Komponenten und die Relativgeschwindigkeit VX für die Geschwindigkeitsänderung der hochfrequenten (kurzperiodigen) Komponenten. Dann wird die so erzeugte kombinierte Geschwindigkeit durch die vorhergehende Periode Δt differenziert, um eine korrekte Bewegungsbeschleunigung EGX unter Berücksichtigung des GPS abzuleiten (S106).
- Anschließend wird, wie in Fig. 108 gezeigt ist, eine Gravitationsbeschleunigung α niederer Frequenzen (langer Perioden) abgeleitet durch Subtrahieren der Bewegungsbeschleunigung EGX von den Beschleunigungsdaten AX am Subtrahierer 41f (S201) und die vorangehende Gravitationsbeschleunigung β hoher Frequenzen (kurzer Perioden) wird erhalten (S202). Dann werden die jeweiligen Gravitationsbeschleunigungen α und β durch ein Mischfilter 41g kombiniert, um eine kombinierte Gravitationsbeschleunigung ax bezüglich der X-Achse abzuleiten (S203). Die Umsetzung der kombinierten Gravitationsbeschleunigung ax beispielsweise in das Eulersche Koordinatensystem wird mit einem Lagewinkel-Umwandlungsabschnitt 41h ausgeführt, um einen Lagewinkel, d. h. eine Neigung (hier durch θx gegeben) der X-Achse relativ zur Referenzachse abzuleiten.
- Ferner wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist, die vorangehende Neigung θx einer Sinus- Schaltung 41i zugeführt, um eine Gravitationsbeschleunigung βx abzuleiten (S301) und diese Gravitationsbeschleunigung βx und die vorangehende Gravitationsbeschleunigung α werden einem Subtrahierer 41j zugeführt, um eine Differenz zwischen diesen zu ermitteln. Dann wird diese Differenz in dem Sicherungsspeicher 6 als ein Fehler ε(= α - βx) gespeichert (S302). Die vorangehende Fehlerableitung kann auch in Y- oder Z-Richtung auf dieselbe Art und Weise ausgeführt werden.
- Nun wird eine Prozedur zur Berechnung der tatsächlichen Geschwindigkeit unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben, wenn die GPS-Signale nicht erhalten werden können. Obwohl die Erläuterung in Bezug auf eine Prozedur zur Berechnung der tatsächlichen Geschwindigkeit in X-Richtung beschrieben wird, kann sie ähnlich für die tatsächliche Geschwindigkeit in Y- oder Z-Richtung angewendet werden.
- Der Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 41 liest die Winkelgeschwindigkeitsdaten q um die Y-Achse, die mit dem Trägheitssensor 5 gemessen werden, aus dem Sicherungsspeicher 6 zum vorangehenden Zeitpunkt aus (S401) und leitet eine Inklination θ der X-Achse relativ zur Horizontalrichtung durch Integration der Winkelgeschwindigkeitsdaten q in einer Integrationsschaltung 41k ab (S402). Dann wird die Inklination θ einer Sinus-Schaltung 411 zur Umwandlung in eine Gravitationsbeschleunigung β = sinθ zugeführt (S403). Anschließend wird durch Subtraktion der Gravitationsbeschleunigung β und dem obigen Fehler ε von Beschleunigungsdaten AX in X-Richtung durch einen Addierer 41m und einen Subtrahierer 41n eine Bewegungsbeschleunigung EXoff in X-Achsen-Richtung abgeleitet (S404) und ferner wird durch Integration der Bewegungsbeschleunigung EXoff durch eine Integrationsschaltung 41o eine tatsächliche Geschwindigkeit Vm abgeleitet (S405).
- Andererseits kann, wenn die GPS-Signale normal empfangen werden, eine Anordnung getroffen werden, die an dem GPS-Empfänger 2 abgeleitete Absolutgeschwindigkeit VGX als die tatsächliche Geschwindigkeit Vm wie sie ist abzuleiten oder die tatsächliche Geschwindigkeit Vm durch Integration der obigen korrekten Bewegungsbeschleunigungen EGX. In Fig. 2 wird ersteres verwendet.
- Wenn der normale Empfang der GPS-Signale unterbrochen wird, werden die Ausgangsdaten zur Integrationsschaltung 41o geschaltet. Diese Umschaltung wird ausgeführt basierend auf den Überwachungsresultaten des GPS- Überwachungsabschnitts 31a in dem Digitalempfangsabschnitt 31.
- Nun wird die Funktionsweise des Azimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitts 42 unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.
- Wenn die GPS-Signale normal empfangen werden, erfaßt der Azimuth- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 42 mit einem Abweichungserfassungsabschnitt 42a eine Abweichungskomponente des Absolut-Azimuths ψG (Winkel relativ zur Erdachse) pro Zeiteinheit basierend auf den GPS-Signalen. Der Absolut-Azimuth ψG wird pro Zeiteinheit, beispielsweise pro Sekunde aktualisiert, während der Empfang der GPS-Signale möglich ist. Andererseits wird ein Azimuth ψI als Abweichung von dem letzten Zyklus basierend auf den Beschleunigungsdaten und den Winkelgeschwindigkeitsdaten, die mit dem Trägheitssensor b gemessen werden, abgeleitet. Es wird angenommen, daß bezüglich des Absolut-Azimuths ψG der n-te abgeleitete momentane Absolut-Azimuth gegeben ist durch ψG(n), der vorhergende Absolut-Azimuth durch ψG(n - 1) und eine Differenz zwischen diesen durch ΔψG = ψG(n) - ψG(n - 1)·ΔψG und ψI werden durch ein Mischfilter 42b kombiniert, so daß niedrige Frequenzen (lange Perioden) ΔψG repräsentieren und hohe Frequenzen (kurze Perioden) ψI repräsentieren, um einen Relativ-Azimuth ψ abzuleiten. Der Relativ-Azimuth ψ wird zu dem momentanen Absolut-Azimuth ψG mit einem Addierer 41c addiert, so daß der durch die folgende Gleichung (2) gegebene tatsächliche Azimuth ψm ausgegeben wird:
- ψm = ψGn + ψ (2)
- Wenn andererseits der Empfang des GPS-Signals nicht möglich ist, gibt der Azimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 42 einen tatsächlichen Azimuth ψm aus, der durch die folgende Formel (3) gegeben ist:
- ψm = ψm + ψI (3)
- Insbesondere wird der momentane tatsächliche Azimuth ψm abgeleitet durch Addieren des aufeinanderfolgend aktualisierten relativen Azimuths ψI zu dem letzten tatsächlichen Azimuth ψm.
- Nun wird die Funktionsweise des Positions-Arithmetikverarbeitungsabschnitts 43 unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.
- Wenn die GPS-Signale normal empfangen werden, leitet der Positions- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 43 eine zurückgelegte Entfernung D durch Integrieren der vorherigen tatsächlichen Geschwindigkeiten Vm mittels einer Integrationsschaltung 43a pro Periode Δt ab und gibt die zurückgelegte Entfernung D und den vorigen Azimuth ψm einer Sinus-Schaltung 43b und einer Cosinus-Schaltung 43c ein. Andererseits werden Positionsdaten, umfassend die Breite LOG und die Länge LAT pro Zeiteinheit (eine Sekunde) aktualisiert, einem Breiten- Korrekturabschnitt 43d bzw. einem Längen-Korrekturabschnitt 43e von den GPS- Signalen eingegeben. Bis zur nächsten Aktualisierung führt der Breiten- Korrekturabschnitt 43d und der Längen-Korrekturabschnitt 43e die Korrektur basierend auf den Azimuths ψm und den zurückgelegten Entfernungen D aus. Insbesondere werden, wenn angenommen sei, daß ein Radius der Erde R ist, die momentane Breite LOG(n) und die momentane Länge LAT(n) durch die folgenden Gleichungen (4) unter Verwendung der vorangehenden Breite LOG(n - 1) und der vorangehenden Länge LAT(n - 2) abgeleitet:
- LOG(n) = LOG(n - 1) + (D·cosψm)·1/{2πR·cos(LOG(n - 1))}
- LAT(n) = LAT(n - 1) + (D·sinψm)·1/{2πR·cos(LOG(n - 1))} (4)
- Da andererseits die zurückgelegte Entfernung D und der Azimuth ψm auf die obige Art und Weise abgeleitet werden, wenn der normale Empfang der GPS-Signale nicht möglich ist, kann die momentane Breite LOG(n) und Länge LAT(n) aus der letzten Breite und der letzten Länge abgeleitet werden. Die abgeleiteten Breiten und Längen werden nacheinander im Sicherungsspeicher 6 abgespeichert.
- Wie oben beschrieben können gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Daten über die Geschwindigkeit Vm, den Ort LOGn, LATn und den Azimuth ψm des beweglichen Objektes zu jeder Zeit aus dem Sicherungsspeicher 6 erhalten werden. Ferner können entsprechend dem jeweiligen Zweck beliebige Daten selektiv aus diesen Daten extrahiert werden. Ferner kann, auch wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist, der Sicherungsspeicher 6 ausgelesen werden und die letzten Daten verwenden.
- Zur noch detaillierteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Bewegungserfassungsvorrichtung wird ein Beispiel gezeigt, bei dem die Bewegungserfassungsvorrichtung wie bei der herkömmlichen Vorrichtung in einem Fahrzeugnavigationssystem verwendet wird, welches Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Azimuth-Daten ableitet und die Bewegungsdaten des entsprechenden Fahrzeuges visualisiert.
- Fig. 11 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Einbauzustand der Bewegungserfassungsvorrichtung in dem Fahrzeug zeigt. Die Bewegungserfassungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel umfaßt eine GPS-Antenne 1, einen GPS- Empfänger 2, einen Arithmetiksteuerabschnitt 30 und einen Trägheitssensorabschnitt 50. Die in dem Arithmetiksteuerabschnitt 30 abgeleiteten Geschwindigkeits daten und Azimuth-Daten werden dem beispielsweise am Fahrersitz installierten Fahrzeugnavigationssystem 60 ausgegeben.
- Die GPS-Antenne 1 empfängt GPS-Signale, die Konstant-Orbit-Signale und Signalübertragungszeit-Signale enthält, die von (nicht dargestellten) GPS-Satelliten gesendet werden. Das empfangene GPS-Signal wird dem GPS-Empfänger 2 über ein Antennenkabel zugeführt. Der GPS-Empfänger 2 enthält einen Empfangsabschnitt 21, einen Positionsberechnungsabschnitt 22 und eine Digitalschnittstelle 23. Der GPS-Empfänger 2 tastet die durch die GPS-Antenne 1 empfangenen GPS- Signale einmal je Zeiteinheit, beispielsweise pro Sekunde ab und leitet die Absolutdaten einschließlich der Absolutgeschwindigkeit und des Absolut-Azimuths des Fahrzeugs aus einer Änderung der Position pro Zeiteinheit ab und gibt die Absolutdaten über die Digitalschnittstelle 23 an den Arithmetiksteuerabschnitt 30 aus. Die Digitalschnittstelle 23 ist beispielsweise eine RS232C-Schnittstelle.
- Im Allgemeinen ist die Positionsmeßgenauigkeit (Positionsgenauigkeit) des GPS im CA-Modus, der der Allgemeinheit zugänglich ist, gering und enthält einen Fehler von ungefähr 100 m. Andererseits ist der GPS-Empfänger 2 in der Lage, die Genauigkeit der Absolutgeschwindigkeit und des Absolut-Azimuths durch Ableitung einer Position aus der relativen Genauigkeit pro Zeiteinheit zu erhöhen.
- Wie in Fig. 13 gezeigt ist, umfaßt der Trägheitssensor 50 einen Beschleunigungssensor 51 und zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren 52a und 52b. Der Beschleunigungssensor 51 ist beispielsweise durch Halbleiterprozesse gebildet und an einer Konsole 53 befestigt, die horizontal in einem Gehäuse des Trägheitssensors 50 angeordnet ist und auf einer Horizontalachse (X-Achse) positioniert ist, die sich in Bewegungsrichtungen des Fahrzeugs erstreckt, um Beschleunigungen in Bewegungsrichtungen des Fahrzeugs (Vorwärtsrichtung, Rückwärtsrichtung) zu erfassen. Die Winkelgeschwindigkeitssensoren 52a, 52b sind beispielsweise in Form von Vibriationsgyroskopen ausgebildet. Der erste Winkelgeschwindigkeitssensor (Nickwinkelgyrometer) 52a ist an der Konsole 53 befestigt, um eine Winkelgeschwindigkeit um eine horizontale Achse (Y-Achse) orthogonal zur Horizontalachse (X-Achse) des Beschleunigungssensors 51 zu messen. Der zweite Winkelgeschwindigkeitssensor (Azimuthgyrometer 52b) ist an der Konsole 53 befestigt, um eine Winkelgeschwindigkeit um eine Vertikalachse (Z-Achse) orthogonal zur X- Achse zu erfassen. Die erfaßten Beschleunigungsdaten und Winkelgeschwindigkeitsdaten werden im Arithmetiksteuerabschnitt 30 über ein Kabel ausgegeben.
- Der Arithmetiksteuerabschnitt 30 umfaßt eine Digitalschnittstelle 35, eine Analogschnittstelle 36, eine externe Schnittstelle 37, eine CPU 38 und einen Speicher 39. Die Digitalschnittstelle 35 empfängt die Digitaldaten von dem GPS-Empfänger 2. Die Analogschnittstelle 36 verarbeitet die von dem Trägheitssensor 50 ausgegebenen Analogdaten (Beschleunigungsdaten, Winkelgeschwindigkeitsdaten) mit hoher Geschwindigkeit und umfaßt einen Verstärker und einen A/D-Wandler zur Digitalisierung eines verstärkten Signals.
- Die CPU 38 ist ein Digitalprozessor und verarbeitet arithmetisch die Winkelgeschwindigkeitsdaten und Beschleunigungsdaten, die durch die vorangehende Analogschnitstelle 36 (A/D-Wandler) in Digitalsignale umgewandelt wurden gemäß in dem Speicher 39 gespeicherten vorgegebenen Programmen, um so die Funktionen des obigen Geschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitts 41, des Azimuth- Arithmetikverarbeitungsabschnitts 42 und des Positions-Arithmetikverarbeitungsabschnitts 43 auszuführen. Während der GPS-Empfänger 2 normalerweise die GPS-Signale empfängt, werden die durch die Digitalschnittstelle 35 eingegebene Absolutgeschwindigkeit und der Absolut-Azimuth und die Relativgeschwindigkeit und der Relativ-Azimuth abgeleitet und basierend auf den durch den Trägheitssensor 50 erhaltenen Beschleunigungsdaten und Winkelgeschwindigkeitsdaten mit den gegenseitigen Daten korrigiert, um so die tatsächliche Geschwindigkeit und den tatsächlichen Azimuth mit hoher Genauigkeit abzuleiten. Die Absolutgeschwindigkeit kann als die tatsächliche Geschwindigkeit wie sie ist verwendet werden.
- Wenn andererseits der GPS-Empfänger 2 die GPS-Signale nicht normal empfängt, d. h. während das Fahrzeug in einem Tunnel ist, so daß die Wellen von den GPS- Satelliten nicht empfangen werden können, werden die relative Geschwindigkeit und der relative Azimuth, berechnet und korrigiert während des normalen Empfangs der GPS-Signale, als die tatsächliche Geschwindigkeit und der tatsächliche Azimuth abgeleitet.
- Die externe Schnittstelle 37 ist zur Ausgabe verschiedener durch Berechnung mit der vorangehenden CPU 38 erhaltener Daten derart vorgesehen, das verbundene Navigationssystem 60 abzugleichen.
- Nun wird ein konkreter Betrieb der Positionserfassungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 14 erläutert.
- Die durch den Beschleunigungssensor 51 des Trägheitssensors 50 gemessenen Beschleunigungsdaten und die von dem ersten Winkelgeschwindigkeitssensor 52a gemessenen Winkelgeschwindigkeitsdaten werden einem Rauschunterdrückungsabschnitt 38a der CPU 38 eingegeben, wo Rauschkomponenten wie Temperaturdrift beseitigt werden und dann einem Relativgeschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38b eingegeben. Der Relativgeschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38b leitet relative Geschwindigkeiten (VX, VY, VZ) ab und sendet diese einem Referenz-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c. Dem Referenz-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c werden auch Geschwindigkeitsdaten von dem GPS-Empfänger 2, d. h. die Absolutgeschwindigkeiten (VGX, VGY, VGZ) zugeführt.
- Obwohl die pro Zeiteinheit (eine Sekunde) abgeleitete Absolutposition einen Fehler ΔP enthält, kann, wie in Fig. 15 gezeigt ist, die Genauigkeit erhöht werden, da der Fehler ΔP der Absolutposition (P1, P2, P3, ...), gemessen pro Zeiteinheit als P1 + ΔP, P2 + ΔP, P3 + ΔP, ... kompensiert wird. Die folgende Gleichung (5) zeigt dies:
- VGX(VGY, VGZ) = (P2 + ΔP) - (P1 + ΔP) = P2 - P1 (5)
- Andererseits werden die Winkelgeschwindigkeitsdaten um die Z-Achse von dem zweiten Azimuth-Winkelgeschwindigkeitssensor 52b einem Rauschunterdrückungsabschnitt 38g eingegeben, wo das Rauschen entfernt wird. Dann wird in dem RelativAzimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38h ein Relativ-Azimuth ψI abgeleitet und einem Referenzazimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38i zugeführt. Ein so abgeleiteter Relativ-Azimuth ψI repräsentiert einen Drehwinkel des Fahrzeugs um die Z-Achse. Dem Referenzazimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38i werden auch Azimuth-Berechnungsdaten von dem GPS-Empfänger 2 eingegeben, d. h. der Absolut-Azimuth ψG. Da wie in Fig. 16 gezeigt ist, die pro Zeiteinheit (eine Sekunde) abgeleitete Absolutposition P einen Fehler ΔP enthält, ist der basierend auf den Absolutpositionen P abgeleitete pro Zeiteinheit gemessene Absolut- Azimuth ψG entsprechend P1 + ΔP, P2 + ΔP, P3 + ΔP, ... gegeben durch die folgend Gleichung (6):
- ψG = arctan(((P2 + ΔP)y - (P1 + ΔP)y)·1/((P2 + ΔP)x - (P1 + ΔP)x) = arctan((P2y - P1y)·1/(P2x - P1x)) (6)
- Da wie oben erwähnt der Fehler ΔP herausfällt kann ein sehr genauer Absolut- Azimuth ψG abgeleitet werden. (P2 + ΔP)y repräsentiert eine Y-Komponente von P2 + ΔP und (P2 + ΔP)x eine X-Komponente von P2 + ΔP. Diese entsprechen der Breite bzw. Länge auf der Karte.
- Der Referenzgeschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c korrigiert die auf die beschriebene Art und Weise erhaltenen Relativgeschwindigkeiten und Absolutgeschwindigkeiten und gibt das Resultat dem Fahrzeugnavigationssystem 60 über einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Ausgabeabschnitt 38d als die tatsächliche Geschwindigkeit Vm aus. Andererseits korrigiert der Referenzazimuth- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38i den Relativ-Azimuth und den Absolut-Azimuth und gibt das Resultat dem Fahrzeugnavigationssystem 60 über einen Azimuth- Ausgabeabschnitt 38j als tatsächlichen Azimuth ψm aus.
- Die durch den Referenzgeschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c und den Referenzazimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 381 ausgeführten Korrekturen sind wie oben beschrieben.
- Insbesondere wenn der normale Empfang der GPS-Signale möglich ist, wird die durch den GPS-Empfänger 2 basierend auf den GPS-Signalen abgeleitete Absolutgeschwindigkeit als die Niedrigfrequenzkomponente und die durch den Relativgeschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38b basierend auf den Daten von dem Trägheitssensor 5 abgeleitete Relativgeschwindigkeit als die Hochfrequenzkomponente durch das Filter kombiniert. Wie Gyroskope im allgemeinen haben der erste und der zweite Winkelgeschwindigkeitssensor 52a und 52b ein besonderes Problem, daß die Winkelgeschwindigkeits-Meßdaten einer Drift unterliegen. Angesichts dessen führt ein Fehlerrückkopplungs-Verarbeitungsabschnit 38e eine Genauigkeitskorrektur der an dem Referenzgeschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c erzeugten Relativgeschwindigkeiten derart aus, um einen Einfluß der Drift zu unterbinden.
- Wenn beispielsweise, wie in Fig. 17 gezeigt ist, der normale Empfang der GPS- Signale möglich ist, vergleicht der Fehlerrückkopplungs-Verarbeitungsabschnitt 38e eine in dem Zeitmittlungsabschnitt 38q zeitgemittelte Relativgeschwindigkeit und eine im Zeitmittlungsabschnitt 38p zeitgemittelte Absolutgeschwindigkeit und nimmt an, daß die Differenz zwischen diesen durch eine Drift des ersten Winkelgeschwindigkeitssensors (Nickwinkelgyroskop) 52a hervorgerufen wurde. Eine Drift des Versatzes des ersten Winkelgeschwindigkeitssensors 52a wird in einem Versatzabschätzabschnitt 38r abgeschätzt und die genannte Drift wird durch den abgeschätzten Versatz beseitigt, um eine Genauigkeitskorrektur der Relativgeschwindigkeit auszuführen.
- Eitle ähnliche Korrektur wird bezüglich des Azimuth ausgeführt. Insbesondere wenn der normale Empfang der GPS-Signale möglich ist, wird der basierend auf den GPS-Signalen abgeleitete Absolut-Azimuth als die Niedrigfrequenzkomponenten und der durch den Relativazimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38h basierend auf den Winkelgeschwindigkeitsdaten abgeleitete Relativ-Azimuth als Hochfrequenzkomponenten durch das Filter kombiniert, um den sehr genauen tatsächlichen Azimuth ψm zu erzeugen.
- Wenn ferner der Empfang der GPS-Signale möglich ist, vergleicht ein Driftkorrekturverarbeitungsabschnitt 38k einen zeitgemittelten Relativ-Azimuth und einen zeitgemittelten Absolut-Azimuth und nimmt an, daß eine Differenz zwischen diesen durch eine Drift des zweiten Winkelgeschwindigkeitssensors (Azimuth-Gyroskop) 52b hervorgerufen wurde. Eine Drift des Versatzes wird abgeschätzt und die Drift wird durch den abgschätzten Versatz beseitigt, um so eine Genauigkeitskorrektur des Relativ-Azimuths auszuführen.
- Wenn sich die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ändert, neigt sich das Fahrzeug aufgrund einer erzeugten Zentrifugalkraft nach außen, so daß sich der Trägheitssensor 50 ähnlich neigt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, ist die Neigung klein, so daß der Einfluß auf den Trägheitssensor 50 aufgrund der Zentrifugalkraft relativ klein ist. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, erhöht sich die Neigung (Inklination), so daß ein Einfluß der Zentrifugalkraft auf den Trägheitssensor 50 nicht mehr ignoriert werden kann. Angesichts dessen ist es bevorzugt, einen Zentrifugalkraft-Korrekturverarbeitungsabschnitt 38f zwischen dem Relativgeschwindigkeits-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38b und dem Relativ- Azimuth-Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38h vorzusehen. Der Zentrifugalkraft- Korrekturverarbeitungsabschnitt 38a verifiziert einen Einfluß der Zentrifugalkraft aus einer Beziehung zwischen der an den Referenzgeschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c gelieferten tatsächlichen Geschwindigkeit und den durch den zweiten Winkelgeschwindigkeitssensor 52b gemessenen Winkelgeschwindigkeitsdaten und beseitigt den Einfluß der Zentrifugalkraft von den durch den ersten Winkelgeschwindigkeitssensor 52a gemessenen Winkelgeschwindigkeitsdaten und den durch den Beschleunigungssensor 51 gemessenen Beschleunigungsdaten. Mit dieser Anordnung werden die Relativgeschwindigkeiten frei von einem Einfluß der Zentrifugalkraft dem Referenzgeschwindigkeits- Arithmetikverarbeitungsabschnitt 38c zugeführt, so daß die Genauigkeit der tatsächlichen Geschwindigkeit weiter erhöht ist. Andererseits kann durch Ableitung des Einflusses der Zentrifugalkraft zwischen den tatsächlichen Geschwindigkeiten und den durch den zweiten Winkelgeschwindigkeitssensor gemessenen Winkelgeschwindigkeiten durch Experimente im Voraus, um eine Tabelle vorzubereiten und durch Verweis auf die Tabelle zur Ausführung einer Zentrifugalkraftkorrektur eine Vereinfachung und Beschleunigung der Verarbeitung erreicht werden.
- Wie oben beschrieben kann durch Verwendung der Absolutgeschwindigkeit und des Absolut-Azimuths als die Niederfrequenzkomponenten im Falle einer langsamen Veränderung des Fahrzeugs und durch Verwendung der Relativgeschwindigkeit und des Relativ-Azimuths als die Hochfrequenzkomponenten im Falle einer schnellen Änderung des Fahrzeugs eine sehr genaue tatsächliche Geschwindigkeit und tatsächlicher Azimuth ausgegeben werden.
- Da ferner die Korrekturdaten zur Ableitung der korrekten Geschwindigkeit und des korrekten Azimuths während des normalen Empfangs der GPS-Signale erzeugt werden können und so kann auch wenn der Empfang der GPS-Signale nicht möglich ist, eine sehr genaue tatsächliche Geschwindigkeit und ein tatsächlicher Azimuth abgeleitet werden.
- Da es ferner nicht notwendig ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wie beim Stand der Technik am Rad bzw. Reifen zu erfassen, ist es nicht notwendig, eine bestimmte Struktur bei Installation des Fahrzeugnavigationssystems für das Fahrzeug vorzusehen. So kann die Beschränkung bei Handhabung des Fahrzeugnavigationssystems beseitigt werden, was zu einer großen Ausweitung der Fahrzeugnavigation führt. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Fahrzeuge sondern ebenfalls auf andere bewegliche Objekte anwendbar.
- Wie oben beschrieben werden bei der vorliegenden Erfindung die Differentialdaten zwichen den absoluten Bewegungsdaten des beweglichen Objektes und den relativen Bewegungsdaten des beweglichen Objektes aus den gemessenen Werten des Trägheitssensors erzeugt, während die GPS-Signale empfangen werden. Wenn der Empfang der GPS-Signale unterbrochen ist, werden die relativen Positionsdaten unter Verwendung der Differentialdaten korrigiert, um so die tatsächlichen Bewegungsdaten zu erzeugen. So können unabhängig von den Empfangsbedingungen der GPS-Signale die tatsächliche Geschwindigkeit und der tatsächliche Azimuth exakt abgeleitet werden.
- Da ferner der Trägheitssensor die Beschleunigungsdaten und die Winkelgeschwindigkeitsdaten nur durch Einbau in das bewegliche Objekt ohne Erfordernis von Daten von dem beweglichen Objekt, wie ein Fahrzeuggeschwinditkeits-Pulssignal erfassen kann, ist es nicht notwendig, bestimmte Veränderungen am beweglichen Objekt vorzunehmen.
- Da ferner der durch die Zentrifugalkraft erzeugte Einfluß auf das bewegliche Objekt oder die Drift des Trägheitssensors beseitigt werden können, ist eine noch genauere Messung möglich, so daß die Bewegungsdaten des beweglichen Objekts noch genauer erzeugt werden können.
Claims (9)
1. Bewegungserfassungsvorrichtung, aufweisend:
eine GPS-Arithmetikeinrichtung (4) zur Erzeugung von ersten Bewegungsdaten
basierend auf GPS-Signalen, wobei die ersten Bewegungsdaten
Abweichungskomponenten einer Absolutposition, einer Absolutgeschwindigkeit und eines
Absolut-Azimuths eines beweglichen Objektes enthalten;
einen Trägheitssensor (5) zur Erfassung einer in einer Bewegungsrichtung des
beweglichen Objektes erzeugten Beschleunigung und einer um eine Achse, die
eine feste Neigung relativ zu der Bewegungsrichtung aufweist, erzeugten
Winkelgeschwindigkeit;
eine Einrichtung (4) zur Erzeugung von zweiten Bewegungsdaten aus der durch
den Trägheitssensor gemessenen Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit,
wobei die zweiten Bewegungsdaten Abweichungskomponenten einer
Relativposition, einer Relativgeschwindigkeit und eines Relativ-Azimuths des
beweglichen Objektes enthalten; und
eine Arithmetik-Steuereinrichtung (3) zur Korrektur der ersten und zweiten
Bewegungsdaten basierend auf den gemeinsamen Daten und zur Erzeugung
tatsächlicher Bewegungsdaten umfassend eine tatsächliche Position, eine
tatsächliche Geschwindigkeit und einen tatsächlichen Azimuth des beweglichen
Objektes durch Berechnung.
2. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arithmetik-Steuereinrichtung (3) Berechnungsergebnisdaten festhält,
die erzeugt werden, wenn die GPS-Signale normal empfangen werden, und die
tatsächlichen Bewegungsdaten des beweglichen Objektes unter Verwendung
der festgehaltenen Berechnungsergebnisdaten dann ableitet, wenn der
Empfang des GPS-Signals nicht möglich ist.
3. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arithmetik-Steuereinrichtung (3) eine Zentrifugalkraft-
Korrektureinrichtung (38f) zur Korrektur eines Einflusses einer Zentrifugalkraft
relativ zur tatsächlichen Geschwindigkeit basierend auf den Daten der
tatsächlichen Geschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit aufweist.
4. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arithmetik-Steuereinrichtung (3) eine Korrektureinrichtung (38k) zur
Ableitung von Fehlern aufgrund einer Drift des Trägheitssensors aus einer
Differenz zwischen der Absolutgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit bzw.
einer Differenz zwischen dem Absolut-Azimuth und dem Relativ-Azimuth und
zur Korrektur der Relativgeschwindigkeit und des Relativ-Azimuths basierend
auf den jeweils abgeleiteten Fehlern aufweist.
5. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arithmetik-Steuereinrichtung (3) einen Geschwindigkeits-
Arithmetikverarbeitungsabschnitt (41) aufweist, der umfaßt:
(1) eine Einrichtung zur Ableitung einer ersten Bewegungsbeschleunigung
(EGX) aus einer Abweichung einer kombinierten Geschwindigkeit, die
erhalten ist durch eine Filterkombination der Absolutgeschwindigkeit (VGX)
und der Relativgeschwindigkeit (VX), und eine Einrichtung zur Ableitung
einer ersten Gravitationsbeschleunigung (α) durch Subtrahieren der ersten
Bewegungsbeschleunigung (EGX) von den Beschleunigungsdaten (AX);
(2) eine Einrichtung zur Umsetzung von Winkeldaten (θ), die erhalten sind
durch Integration der Winkelgeschwindigkeitsdaten (q), in eine zweite Gravitationsbeschleunigung
(β);
(3) eine Einrichtung zur Umsetzung einer dritten Gravitationsbeschleunigung
(ax), die erhalten ist durch eine Filterkombination der ersten und zweiten
Gravitationsbeschleunigung (α, β) in eine vierte Gravitationsbeschleunigung
(βx) basierend auf einer Referenzneigung;
(4) eine Einrichtung zur Ableitung eines Fehlers (ε) zwischen der ersten
Gravitationsbeschleunigung (α) und der vierten Gravitationsbeschleunigung (βx);
und
(5) eine Einrichtung zur Korrektur der zweiten Gravitationsbeschleunigung (β)
durch den Fehler (ε), Ableitung einer zweiten Bewegungsbeschleunigung
(EXoff) durch Subtraktion einer Gravitationsbeschleunigung nach der
Korrektur von den Beschleunigungsdaten (AX) und Ableitung einer
tatsächlichen Geschwindigkeit (V) durch Integration der zweiten
Bewegungsbeschleunigung (EXoff).
6. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filterkombination der Absolutgeschwindigkeit (VGX) und der
Relativgeschwindigkeit (VX) und die Filterkombination der ersten und zweiten
Gravitationsbeschleunigung (α, β) jeweils die Form einer Wertekombination aufweisen,
nachdem sie zwei Arten von Filtern mit verschiedenen Frequenzbändern
durchlaufen haben.
7. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arithmetiksteuervorrichtung (3) einen Azimuth-
Arithmetikverarbeitungsabschnitt (42) aufweist, der umfaßt:
(1) eine Einrichtung zur Ableitung eines kombinierten relativen Azimuths (ψ)
durch eine Filterkombination einer Abweichung des Absolut-Azimuths (ψG)
pro Zeiteinheit mit dem Relativ-Azimuth (ψI); und
(2) eine Einrichtung zum selektiven Ausgeben eines ersten tatsächlichen
Azimuths, der erhalten wird durch Summieren des kombinierten Relativ-
Azimuths (ψ) abgeleitet basierend auf dem aufeinanderfolgend
aktualisierten Absolut-Azimuth (ψG) und Relativ-Azimuth (ψI) und dem Absolut-
Azimuth (ψG) oder eines zweiten tatsächlichen Azimuths, der erhalten ist
durch Summieren des Relativ-Azimuths (ψI) und des ersten tatsächlichen
Azimuths.
8. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filterkombination der Abweichung pro Zeiteinheit des Absolut-Azimuths
(ψG) und des Relativ-Azimuths (ψI) die Form einer Kombination der Werte nach
Durchlaufen zweier Arten von Filtern mit verschiedenen Frequenzbändern
aufweist.
9. Bewegungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, 5 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arithmetik-Steuereinrichtung (3) einen Positions-
Arithmetikverarbeitungsabschnitt (43) aufweist, der umfaßt:
(1) eine Einrichtung zur Ableitung einer zurückgelegten Entfernung (D) durch
Integration der tatsächlichen Geschwindigkeit (Vm) und Ableitung eines
Breitenabweichungswertes und eines Längenabweichungswertes basierend
auf der zurückgelegten Entfernung (D) und des tatsächlichen Azimuths
(ψm); und
(2) eine Einrichtung zur Erzeugung der tatsächlichen Position (LOGn, LATn)
durch Korrektur der aufeinanderfolgend aktualisierten Absolutposition (LOG,
LAT) während des nicht aktualisierten Zeitraums unter Verwendung des
Breitenabweichungswerts und des Längenabweichungswertes.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24250795 | 1995-08-28 | ||
PCT/JP1996/002407 WO1997008514A1 (fr) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | Detecteur de mouvement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69625172D1 DE69625172D1 (de) | 2003-01-16 |
DE69625172T2 true DE69625172T2 (de) | 2003-08-28 |
Family
ID=17090138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69625172T Expired - Lifetime DE69625172T2 (de) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | Ortungsvorrichtung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5828987A (de) |
EP (1) | EP0789223B1 (de) |
KR (1) | KR100227288B1 (de) |
CN (1) | CN1090314C (de) |
DE (1) | DE69625172T2 (de) |
WO (1) | WO1997008514A1 (de) |
Families Citing this family (90)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100189536B1 (ko) * | 1996-08-08 | 1999-06-01 | 윤종용 | 전세계 위성측위 시스템을 이용한 네비게이션장치의 이동체 위치 표시 장치_ |
US6204807B1 (en) * | 1997-08-29 | 2001-03-20 | Seiko Instruments Inc. | Portable GPS positioning apparatus |
US6216064B1 (en) * | 1998-02-24 | 2001-04-10 | Alliedsignal Inc. | Method and apparatus for determining altitude |
IT247903Y1 (it) * | 1999-02-03 | 2002-09-16 | E Co S R L | Attrezzo per la manipolazione di contenitori. |
US6609064B1 (en) * | 1999-08-31 | 2003-08-19 | Qwest Communications Int'l, Inc. | System and method for grouping GPS data into moving and stationary segments |
US6282496B1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-08-28 | Visteon Technologies, Llc | Method and apparatus for inertial guidance for an automobile navigation system |
GB9928416D0 (en) * | 1999-12-01 | 2000-01-26 | Nokia Networks Oy | A telecommunications system |
JP3727219B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2005-12-14 | 日立造船株式会社 | Gpsによる物体の変位計測方法 |
US6573827B1 (en) * | 2000-11-14 | 2003-06-03 | Detroit Diesel Corporation | System and method of detecting vehicle speed limiting system tampering |
US6479844B2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-11-12 | University Of Connecticut | Modulation doped thyristor and complementary transistor combination for a monolithic optoelectronic integrated circuit |
JP4402318B2 (ja) * | 2001-05-08 | 2010-01-20 | パイオニア株式会社 | ナビゲーション装置 |
US7091882B2 (en) * | 2001-05-29 | 2006-08-15 | Terion, Incorporated | Automated exchange for determining availability of assets shareable among entities |
US6684157B2 (en) * | 2001-12-06 | 2004-01-27 | Yazaki North America, Inc. | Method and system for interfacing a global positioning system, other navigational equipment and wireless networks with a digital data network |
US6826478B2 (en) * | 2002-04-12 | 2004-11-30 | Ensco, Inc. | Inertial navigation system for mobile objects with constraints |
JP2003307524A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-10-31 | Pioneer Electronic Corp | 加速度データの補正装置、その補正方法、その補正プログラム、その補正プログラムを記録した記録媒体、および、ナビゲーション装置 |
US7421264B2 (en) | 2002-10-29 | 2008-09-02 | Motorola, Inc. | Device and method for reducing vibration effects on position measurement |
JP4191499B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2008-12-03 | パイオニア株式会社 | 車載装置 |
US7561493B2 (en) * | 2003-05-30 | 2009-07-14 | Fairfield Industries, Inc. | Method and apparatus for land based seismic data acquisition |
US7310287B2 (en) | 2003-05-30 | 2007-12-18 | Fairfield Industries Incorporated | Method and apparatus for seismic data acquisition |
EP1500907B1 (de) * | 2003-07-21 | 2014-11-12 | LG Electronics, Inc. | Gerät und Verfahren zum Detektieren einer Fahrzeugposition in einem Navigationssystem |
KR100526535B1 (ko) * | 2003-07-22 | 2005-11-08 | 삼성전자주식회사 | 가속도계를 이용한 이동체의 속력측정장치 및 그 방법 |
KR100575933B1 (ko) * | 2003-12-01 | 2006-05-02 | 삼성전자주식회사 | 가속도계와 경로안내 데이터를 이용한 이동체의속력측정방법 및 그 장치 |
KR100520144B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2005-10-10 | 삼성전자주식회사 | 가속도계를 이용한 이동체의 속력측정 및 그 장치 |
US9052717B1 (en) * | 2004-02-11 | 2015-06-09 | Enovation Controls, Llc | Watercraft speed control device |
US20080243321A1 (en) | 2005-02-11 | 2008-10-02 | Econtrols, Inc. | Event sensor |
US8521348B1 (en) | 2004-02-11 | 2013-08-27 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7494394B2 (en) * | 2004-02-11 | 2009-02-24 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7491104B2 (en) * | 2004-02-11 | 2009-02-17 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7494393B2 (en) * | 2004-02-11 | 2009-02-24 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7877174B2 (en) | 2005-02-11 | 2011-01-25 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7465203B2 (en) * | 2004-02-11 | 2008-12-16 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US7485021B2 (en) * | 2004-02-11 | 2009-02-03 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US8145372B2 (en) * | 2004-02-11 | 2012-03-27 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US8475221B1 (en) | 2004-02-11 | 2013-07-02 | Econtrols, Inc. | Watercraft speed control device |
US20050227705A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Seppo Rousu | Data communication method, telecommunication system and mobile device |
US8629836B2 (en) | 2004-04-30 | 2014-01-14 | Hillcrest Laboratories, Inc. | 3D pointing devices with orientation compensation and improved usability |
TWI376520B (en) | 2004-04-30 | 2012-11-11 | Hillcrest Lab Inc | Free space pointing devices and methods |
JP3874356B2 (ja) * | 2004-05-06 | 2007-01-31 | 株式会社ナビタイムジャパン | 携帯型案内装置 |
CN1321330C (zh) * | 2004-09-10 | 2007-06-13 | 南京大学 | 脉冲编码器结合gps的精确动态定位装置 |
US8137195B2 (en) | 2004-11-23 | 2012-03-20 | Hillcrest Laboratories, Inc. | Semantic gaming and application transformation |
KR100636805B1 (ko) * | 2005-01-17 | 2006-10-23 | 조지 매이슨 인털렉춸 프로퍼티즈, 인코퍼레이티드 | 이동성을 고려하여 라우팅 경로 설정이 가능한 애드 혹네트워크 및 그 라우팅 경로 설정방법 |
US7385230B1 (en) | 2005-02-08 | 2008-06-10 | The University Of Connecticut | Modulation doped thyristor and complementary transistor combination for a monolithic optoelectronic integrated circuit |
US9207675B1 (en) | 2005-02-11 | 2015-12-08 | Enovation Controls, Llc | Event sensor |
US8794970B2 (en) * | 2005-03-14 | 2014-08-05 | Steven G. Testrake | Control systems to emulate jet aircraft in reciprocating engine-powered trainers |
US9099012B2 (en) * | 2005-03-14 | 2015-08-04 | Cubic Corporation | Adjustment of altitude measurements |
US8784107B2 (en) * | 2005-03-14 | 2014-07-22 | Cubic Corporation | Flight training system |
EP1877990A4 (de) * | 2005-04-06 | 2009-11-04 | Omnilink Systems Inc | System und verfahren zum verfolgen der überwachung, sammlung, berichterstattung und kommunikation mit der bewegung von individuen |
US9121715B2 (en) * | 2005-04-14 | 2015-09-01 | General Motors Llc | Method for determining vehicle location including road surface data |
ES2369039T3 (es) | 2005-05-06 | 2011-11-24 | Omnilink Systems, Inc. | Sistema y método de seguimiento del movimiento de individuos y bienes. |
KR100651549B1 (ko) * | 2005-05-13 | 2007-02-28 | 삼성전자주식회사 | 이동체의 속력 측정 장치 및 방법 |
CN100357706C (zh) * | 2005-07-01 | 2007-12-26 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种沿轨道移动物***置和速度的检测方法 |
JP2007020074A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Ntt Docomo Inc | 移動無線局及びその通信パラメータ制御方法 |
JP2007024832A (ja) | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Seiko Epson Corp | 端末装置、端末装置の制御方法、端末装置の制御プログラム、端末装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
JP2007101526A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-04-19 | Sony Corp | 速度検出装置、速度検出方法、速度検出プログラム、位置検出装置、位置検出方法及び位置検出プログラム並びにナビゲーション装置 |
US7606552B2 (en) | 2005-11-10 | 2009-10-20 | Research In Motion Limited | System and method for activating an electronic device |
US20080085642A1 (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-10 | Econtrols, Inc. | Method for engaging a watercraft speed control system |
JP4915996B2 (ja) * | 2006-10-06 | 2012-04-11 | 株式会社リコー | センサ・モジュール、補正方法、プログラム及び記録媒体 |
US8115621B2 (en) | 2007-05-01 | 2012-02-14 | Yoganand Rajala | Device for tracking the movement of individuals or objects |
JP5354931B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2013-11-27 | 古野電気株式会社 | 衛星航法/推測航法統合測位装置 |
TWI374257B (en) * | 2008-04-29 | 2012-10-11 | Ind Tech Res Inst | Method for modifying navigation information and navigation apparatus using the same |
US8989982B2 (en) * | 2008-08-29 | 2015-03-24 | Sony Corporation | Velocity calculation device, velocity calculation method, and navigation device |
JP5233606B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2013-07-10 | 富士通株式会社 | 絶対移動経路算出装置及び方法、並びにプログラム |
TWI391629B (zh) * | 2008-11-25 | 2013-04-01 | Ind Tech Res Inst | 導航資訊修正方法及其導航裝置 |
JP2010183289A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Seiko Epson Corp | 携帯端末及びその管理システム |
FR2953013B1 (fr) * | 2009-11-20 | 2012-05-25 | Sagem Defense Securite | Systeme de navigation inertie/gnss |
US8489113B2 (en) | 2010-02-09 | 2013-07-16 | Omnilink Systems, Inc. | Method and system for tracking, monitoring and/or charging tracking devices including wireless energy transfer features |
CN102337710B (zh) * | 2010-07-19 | 2014-02-05 | 西安奥通数码科技有限公司 | 一种gps轨道不平顺检测***及其检测方法 |
JP5494364B2 (ja) * | 2010-09-02 | 2014-05-14 | カシオ計算機株式会社 | 測位装置、測位方法、及び、プログラム |
KR101257935B1 (ko) * | 2010-12-06 | 2013-04-23 | 국방과학연구소 | 관성 항법 시스템의 바이어스 추정치를 이용한 정렬 장치 및 그 항법 시스템 |
JP6094026B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2017-03-15 | セイコーエプソン株式会社 | 姿勢判定方法、位置算出方法及び姿勢判定装置 |
US9156372B1 (en) | 2011-04-26 | 2015-10-13 | Enovation Controls, Llc | Multinodal ballast and trim control system and method |
KR101074638B1 (ko) * | 2011-05-04 | 2011-10-18 | 한국항공우주연구원 | 조향 모델을 이용한 주행차선 판단방법 |
TWI449420B (zh) * | 2011-05-31 | 2014-08-11 | Nat Applied Res Laboratoires | 搜索取像系統及其控制方法 |
US8892390B2 (en) | 2011-06-03 | 2014-11-18 | Apple Inc. | Determining motion states |
KR101248528B1 (ko) * | 2011-06-16 | 2013-04-02 | 한국과학기술연구원 | Ions와 gps 센서 융합을 이용한 항법 시스템 및 방법 |
KR20130035483A (ko) * | 2011-09-30 | 2013-04-09 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 단말기에서 항체의 기수각 변화를 인식하기 위한 장치 및 방법 |
JP5892785B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-03-23 | 株式会社日立製作所 | 情報処理装置、及び情報処理方法 |
US9215578B2 (en) | 2012-01-27 | 2015-12-15 | Omnilink Systems, Inc. | Monitoring systems and methods |
CN103968855A (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-06 | ***通信集团公司 | 运动轨迹检测方法、移动终端和计步器 |
CN103399330B (zh) * | 2013-07-30 | 2015-07-08 | 清华大学 | 一种车辆实时无滞后定位设备及无滞后位置的计算方法 |
RU2572501C1 (ru) * | 2014-10-06 | 2016-01-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Способ коррекции дрейфа гироскопа и устройство для его осуществления |
US9802487B2 (en) | 2015-03-13 | 2017-10-31 | Classic Automotive Innovations, Llc | Speedometer drive system and method |
US10274605B2 (en) * | 2015-06-01 | 2019-04-30 | Apple Inc. | Multimode pedestrian odometer |
CN106324273B (zh) * | 2015-06-18 | 2019-06-14 | 上海金艺检测技术有限公司 | 采用角速度检测装置获取的角速度数据的处理方法 |
KR20170000282A (ko) * | 2015-06-23 | 2017-01-02 | 한국전자통신연구원 | 센서를 이용한 로봇 위치 정확도 정보 제공장치 및 그 방법 |
US11181377B2 (en) * | 2016-03-30 | 2021-11-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Travel direction estimation device |
CN106530789B (zh) * | 2016-10-31 | 2018-11-30 | 成都路行通信息技术有限公司 | 一种汽车停车点的静态漂移检测方法和*** |
CN109142779B (zh) * | 2018-08-09 | 2021-06-15 | 东莞市诺丽电子科技有限公司 | 一种车辆adas及dsm产品车速采集***及采集方法 |
KR102088716B1 (ko) * | 2019-11-19 | 2020-03-13 | 세종대학교산학협력단 | Gps 위치 정보 무결성 검증 방법 및 시스템 |
GB2590429A (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-30 | Stephen Mitchell John | Intelligent speed mapping |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63302317A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 移動体の位置速度測定装置 |
JPH0281794A (ja) * | 1988-09-17 | 1990-03-22 | Tokyo Keiki Co Ltd | 航行体の安定化装置 |
JP2612765B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1997-05-21 | パイオニア株式会社 | 車載ナビゲーション装置 |
US5438517A (en) * | 1990-02-05 | 1995-08-01 | Caterpillar Inc. | Vehicle position determination system and method |
JP2894872B2 (ja) * | 1991-06-28 | 1999-05-24 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | ナビケ゛ーション装置 |
JP2961966B2 (ja) * | 1991-07-15 | 1999-10-12 | 松下電器産業株式会社 | 車両位置方位算出装置 |
JPH05215564A (ja) * | 1992-02-05 | 1993-08-24 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 車両用位置測定装置 |
JPH06147910A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-27 | Koji Yamawaki | 全機能型航法装置 |
US5606506A (en) * | 1993-04-05 | 1997-02-25 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for improving the accuracy of position estimates in a satellite based navigation system using velocity data from an inertial reference unit |
JPH07239236A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Hitachi Ltd | 移動体の状態量計測方法と装置および移動体の姿勢角演算装置 |
JPH07242508A (ja) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Mercian Corp | 殺藻剤 |
JPH07286853A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用位置検出装置 |
JPH08225666A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-09-03 | Toray Ind Inc | プリプレグおよび複合材料 |
-
1996
- 1996-08-28 CN CN96190978A patent/CN1090314C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-28 WO PCT/JP1996/002407 patent/WO1997008514A1/ja active IP Right Grant
- 1996-08-28 DE DE69625172T patent/DE69625172T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-28 US US08/809,459 patent/US5828987A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-28 KR KR1019970702665A patent/KR100227288B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-08-28 EP EP96928674A patent/EP0789223B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970707429A (ko) | 1997-12-01 |
EP0789223A4 (de) | 1999-06-09 |
CN1090314C (zh) | 2002-09-04 |
KR100227288B1 (ko) | 1999-11-01 |
EP0789223A1 (de) | 1997-08-13 |
DE69625172D1 (de) | 2003-01-16 |
CN1164891A (zh) | 1997-11-12 |
US5828987A (en) | 1998-10-27 |
WO1997008514A1 (fr) | 1997-03-06 |
EP0789223B1 (de) | 2002-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69625172T2 (de) | Ortungsvorrichtung | |
DE69617269T2 (de) | Nullbewegungsdetektionssystem für verbessertes fahrzeugnavigationssystem | |
DE69210319T2 (de) | Vorrichtung für das Berechnen der Position und des Azimuths eines Fahrzeuges | |
DE69617268T2 (de) | Verbessertes fahrzeugnavigationssystem und -verfahren | |
EP0263894B1 (de) | Verfahren zur Kursbestimmung in Luftfahrzeugen | |
DE4130367C2 (de) | Fahrzeugpositionsdetektor | |
EP0852000B1 (de) | Navigationssystem für ein fahrzeug, insbesondere für ein landfahrzeug | |
DE69211766T2 (de) | Fehlertolerantes Inertialnavigationssystem | |
DE69636482T2 (de) | Verbessertes fahrzeugnavigationssystem und -verfahren mittels gps-geschwindigkeiten | |
EP3724688A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von korrekturinformationen für eine antenne eines fahrzeugs | |
DE102006029148A1 (de) | Verfahren zur Überprüfung einer inertialen Messeinheit von Fahrzeugen, insbesondere von Luftfahrzeugen, im stationären Zustand | |
WO2015189184A1 (de) | Verfahren und system zur initialisierung eines sensorfusionssystems | |
DE102018205205A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung der Position eines Fahrzeugs | |
DE69621950T2 (de) | Verbessertes fahrzeugnavigationssystem und -verfahren mittels mehrachsigem beschleunigungssensor | |
WO2015189144A1 (de) | Verfahren und system zur korrektur von messdaten und/oder navigationsdaten eines sensorbasissystems | |
WO2015189204A1 (de) | Verfahren und system zur verbesserten erkennung und/oder kompensation von fehlerwerten | |
DE69816518T2 (de) | Navigationsvorrichtung | |
EP3155454B1 (de) | Verfahren und system zur anpassung eines navigationssystems | |
WO2015189183A1 (de) | Verfahren und system zur korrektur von ausgabedaten eines sensorbasissystems | |
DE19915212A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Fahrzeugs | |
DE102015010173B3 (de) | Verfahren zur Schwimmwinkelmessung in Fahrzeugen | |
DE19919249A1 (de) | Koppelnavigationssystem | |
DE69723296T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kalibrieren von spurweite | |
DE19636425C1 (de) | Verfahren zur Navigation unter Verwendung unterschiedlicher Meßmethoden | |
EP0966652B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur achsvermessung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |