Title:
Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren (400) zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges (102). Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, welcher ausgebildet ist, eine erste Gierrate des Fahrzeugs (102) zu bestimmen, einen Satellitennavigationsempfänger (104), welcher ausgebildet ist, Satellitensignale während eines vorbestimmten Zeitraums zu empfangen, eine Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs (102) auf der Basis der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen, und eine geographische Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) auf der Basis der Mehrzahl geographischer Positionen zu bestimmen und einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, eine zweite Gierrate des Fahrzeugs (102) auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) zu bestimmen, und die erste Gierrate mit der zweiten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) zu erkennen.




Inventors:
Zalewski, Michael (60438, Frankfurt, DE)
Kessler, Burkhard (89150, Laichingen, DE)
Azarkevich, Sergey (93055, Regensburg, DE)
Faisst, Holger, Dr. (93161, Sinzing, DE)
Application Number:
DE102016215645A
Publication Date:
02/22/2018
Filing Date:
08/19/2016
Assignee:
Continental Automotive GmbH, 30165 (DE)
Continental Teves AG & Co. OHG, 60488 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102011008608A1N/A2011-07-28
DE102008030071A1N/A2009-05-07



Claims:
1. Vorrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges (102), mit:
einem Sensor, welcher ausgebildet ist, eine erste Gierrate des Fahrzeugs (102) zu bestimmen;
einem Satellitennavigationsempfänger (104), welcher ausgebildet ist, Satellitensignale während eines vorbestimmten Zeitraums zu empfangen, eine Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs (102) auf der Basis der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen, und eine geographische Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) auf der Basis der Mehrzahl geographischer Positionen zu bestimmen; und
einem Prozessor, welcher ausgebildet ist, eine zweite Gierrate des Fahrzeugs (102) auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) zu bestimmen, und die erste Gierrate mit der zweiten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) zu erkennen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein Drehratensensor ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Satellitennavigationsempfänger (104) ferner ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges (102) auf der Basis eines Dopplereffekts der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, eine dritte Gierrate des Fahrzeuges (102) auf der Basis der vom Satellitennavigationsempfänger (104) bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs (102) zu bestimmen und die dritte Gierrate mit der ersten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) zu erkennen, falls eine erste Differenz zwischen der ersten Gierrate und der dritten Gierrate einen ersten vorbestimmten Toleranzschwellwert überschreitet.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, die zweite Gierrate ∆φ/∆t des Fahrzeugs (102) auf der Basis der folgenden Formel zu bestimmen:wobei ∆φ ein Gierwinkel des Fahrzeuges (102) ist, ∆t ein Zeitintervall ist, Y1 eine zweite Koordinate der vom Satellitennavigationsempfänger (104) zuletzt bestimmten geographischen Position (102a) des Fahrzeuges (102) ist, X2 eine erste Koordinate der bestimmten geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeuges (102) ist, Y2 eine zweite Koordinate der bestimmten geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeuges (102) ist und X3 eine Koordinate einer vorherigen bestimmten geographischen Position (102c) des Fahrzeuges (102) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) zu erkennen, falls eine zweite Differenz zwischen der ersten Gierrate und der zweiten Gierrate einen zweiten vorbestimmten Toleranzschwellwert überschreitet.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, die vom Satellitennavigationsempfänger (104) zuletzt bestimmte geographische Position (102a) zu verwerfen, falls der Prozessor die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) erkennt.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, ein Schätzfilter zum Bestimmen der geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) zu verwenden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Schätzfilter ein Kalman-Filter ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Satellitennavigationsempfänger (104) ein NAVSTAR GPS-, ein GLONASS-, ein GALILEO-, oder ein BEIDOU-Satellitennavigationsempfänger ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der vorbestimmte Zeitraum 5 Sekunden ist.

12. Verfahren (400) zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges (102), mit:
Bestimmen (402) einer ersten Gierrate des Fahrzeuges (102);
Empfangen (404) von Satellitensignalen während eines vorbestimmten Zeitraums;
Bestimmen (406) einer Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs (102) auf der Basis der empfangenen Satellitensignale;
Bestimmen (408) einer geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102) auf der Basis der bestimmten Mehrzahl geographischer Positionen;
Bestimmen (410) einer zweiten Gierrate des Fahrzeugs (102) auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition (102b) des Fahrzeugs (102); und
Vergleichen (412) der ersten Gierrate mit der zweiten Gierrate, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs (102) zu erkennen.

13. Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens (400) nach Anspruch 12, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges, insbesondere einer auf der Basis eines Satellitennavigationsempfängers fehlerhaften bestimmten geographischen Position eines Fahrzeuges.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Störungen durch Mehrwegeeffekte (auch unter dem Begriff Multipath-Effekte geläufig) sind die Hauptursache für fehlerhafte Bestimmungen von Positionen in der GNSS-Verarbeitung. Die Mehrwegeeffekte entstehen durch eine Überlagerung eines direkten Satellitensignales mit einer Reflektion, wie beispielsweise an Metallfassaden von Häusern, des direkten Satellitensignales. Die Störungen durch Mehrwegeeffekte treten sowohl bei einer konstruktiven als auch bei einer destruktiven Interferenz zwischen dem reflektierten und dem direkten Satellitensignal auf. Verfahren und Vorrichtungen zur Detektion von Störungen durch Mehrwegeeffekte sind eine Herausforderung für die GNSS-Verarbeitung, da eine oder mehrere gestörte Messungen, wenn sie nicht kompensiert oder gefiltert werden, zu einer falschen Positionsbestimmung und einem entsprechenden Positionsfehler führen. Auch besondere Verarbeitungen wie die differentielle GNSS-Verarbeitung führen zwar zu einer höheren absoluten Positionsgenauigkeit, sind aber von Mehrwegeeffekten genauso stark betroffen wie normale GNSS-Verarbeitungen.

Außerdem können die von Satellitennavigationsempfängern bestimmte Position und Geschwindigkeit eines Fahrzeuges für eine Datenfusion bzw. Koppelnavigation genutzt werden. Häufig werden die von Satellitennavigationsempfängern bestimmte Position und Geschwindigkeit auch in einem allgemeinen Fusionsfilter, z.B. in einem Kalman-Filter benutzt, um die Positions- oder Geschwindigkeitsschätzung des Kalman-Filters zu stützen bzw. zu korrigieren. Mit Hilfe eines Schätzfilters können Ausreißer, d.h. Sprünge oder große Abweichungen in einer Position des Fahrzeuges, als fehlerhaft erkannt werden und verworfen werden. Daher können grobe Mehrwegeeffekte unterdrückt werden. Kritisch hingegen sind schleichende Effekte der Satellitensignale, bei denen die fehlerhaften Mehrwegeeffekte, die zu einer Positionsänderung des Fahrzeuges führen, nicht sprungartig entstehen, sondern mit einem langsam ansteigenden sogenannten Positionsdrift, wie es beispielsweise in 1 erläutert wird. 1 zeigt unterschiedliche Trajektorien eines Fahrzeuges, beispielsweise eine tatsächliche Trajektorie, eine ungefilterte GPS Trajektorie, eine durch einen Fusionsalgorithmus bestimmte Trajektorie und eine gefilterte GPS Trajektorie.

Weiterhin können die fehlerhaften Positionsbestimmungen von Satellitennavigationsempfängern auch andere Sensormessungen stören, indem, basierend auf den fehlerhaften Positionsbestimmungen von Satellitennavigationsempfängern, falsche Korrekturwerte der anderen Sensoren bestimmt werden können.

Die Erkennung solcher schleichender Mehrwegeeffekte von Satellitensignalen, die zu einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges führen können, ist eine besondere Herausforderung für die Verarbeitung von Satellitensignalen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges gelöst. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, welcher ausgebildet ist, eine erste Gierrate des Fahrzeugs zu bestimmen, einen Satellitennavigationsempfänger, welcher ausgebildet ist, Satellitensignale während eines vorbestimmten Zeitraums zu empfangen, eine Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs auf der Basis der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen, und eine geographische Referenzposition des Fahrzeugs auf der Basis der Mehrzahl geographischer Positionen zu bestimmen, und einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, eine zweite Gierrate des Fahrzeugs auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition des Fahrzeugs zu bestimmen, und die erste Gierrate mit der zweiten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs zu erkennen.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine fehlerhafte Bestimmung einer geographischen Position des Fahrzeuges frühzeitig erkannt werden kann, wobei die fehlerhafte Bestimmung der Position von Mehrwegeeffekten der empfangenen Satellitensignale verursacht werden kann. Ferner wird dadurch beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das Empfangen von Satellitensignalen während eines vorbestimmten Zeitraums eine nachträgliche Detektion und Kompensierung der fehlerhaften Bestimmung der Position möglich ist, da erkennbar ist, wenn und welcher Effekt durch die oben genannten Mehrwegeeffekte in die Vorrichtung eingebracht wurde.

Ferner wird dadurch beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die Überprüfbarkeit der durch den Satellitennavigationsempfänger bestimmten Gierrate eine ASIL (automotive safety integrity level) Funktionalität auf der Basis der Satellitensignale realisiert werden kann, da resultierende Fehler aus den Satellitensignalen erkannt und gefiltert werden können.

Die Vorrichtung kann in Autos, in Flugzeugen oder in Schiffen angebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Sensor ein Drehratensensor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Satellitennavigationsempfänger ferner ausgebildet, eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf der Basis eines Dopplereffekts der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, eine dritte Gierrate des Fahrzeuges auf der Basis der vom Satellitennavigationsempfänger bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen und die dritte Gierrate mit der ersten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs zu erkennen, falls eine erste Differenz zwischen der ersten Gierrate und der dritten Gierrate einen ersten vorbestimmten Toleranzschwellwert überschreitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, die zweite Gierrate ∆φ/∆t des Fahrzeugs auf der Basis der folgenden Formel zu bestimmen: wobei ∆φ ein Gierwinkel des Fahrzeuges ist, ∆t ein Zeitintervall ist, Y1 eine zweite Koordinate der vom Satellitennavigationsempfänger zuletzt bestimmten geographischen Position des Fahrzeuges ist, X2 eine erste Koordinate der bestimmten geographischen Referenzposition des Fahrzeuges ist, Y2 eine zweite Koordinate der bestimmten geographischen Referenzposition des Fahrzeuges ist, und X3 eine Koordinate einer vorherigen bestimmten geographischen Position des Fahrzeuges ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs zu erkennen, falls eine zweite Differenz zwischen der ersten Gierrate und der zweiten Gierrate einen zweiten vorbestimmten Toleranzschwellwert überschreitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, die vom Satellitennavigationsempfänger zuletzt bestimmte geographische Position zu verwerfen, falls der Prozessor die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs erkennt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Prozessor ferner ausgebildet, ein Schätzfilter zum Bestimmen der geographischen Referenzposition des Fahrzeugs zu verwenden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Schätzfilter ein Kalman-Filter.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist Satellitennavigationsempfänger ein NAVSTAR GPS-, ein GLONASS-, ein GALILEO-, oder ein BEIDOU-Satellitennavigationsempfänger.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der vorbestimmte Zeitraum 5 Sekunden.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bestimmen einer ersten Gierrate des Fahrzeuges, Empfangen von Satellitensignalen während eines vorbestimmten Zeitraums, Bestimmen einer Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs auf der Basis der empfangenen Satellitensignale, Bestimmen einer geographischen Referenzposition des Fahrzeugs auf der Basis der bestimmten Mehrzahl geographischer Positionen, Bestimmen einer zweiten Gierrate des Fahrzeugs auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition des Fahrzeugs, und Vergleichen der ersten Gierrate mit der zweiten Gierrate, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs zu erkennen.

Das Verfahren kann durch die Vorrichtung ausgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens resultieren unmittelbar aus den Merkmalen und/oder der Funktionalität der Vorrichtung.

Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt gelöst, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert:

1 zeigt ein Vergleich zwischen einer tatsächlichen Trajektorie eines Fahrzeuges und anderen Trajektorien des Fahrzeugs, die mit verschiedenen Verfahren bestimmt werden;

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung, die eine Vorrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeugs umfasst, gemäß einer Ausführungsform;

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Trajektorie eines Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform; und

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.

Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten", „haben", „mit" oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen" einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft" lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 100, die eine Vorrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeugs 102 umfasst, gemäß einer Ausführungsform. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anordnung 100 ein Fahrzeug 102, ein Objekt 108 und einen Satelliten 106. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 102 eine Vorrichtung zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position des Fahrzeuges 102, wobei die Vorrichtung einen Satellitennavigationsempfänger 104, einen Sensor und einen Prozessor umfasst.

Der Satellitennavigationsempfänger 104 kann ausgebildet sein, Satellitensignale während eines vorbestimmten Zeitraums zu empfangen, eine Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs 102 auf der Basis der empfangenen Satellitensignale zu bestimmen, und eine geographische Referenzposition 102b des Fahrzeugs 102 auf der Basis der Mehrzahl geographischer Positionen zu bestimmen. Weiterhin kann der Satellitennavigationsempfänger 104 ausgebildet sein, eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges 102 zu bewerten, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 102 auf der Basis von Dopplereffekten der Satellitensignale bestimmt werden kann. Das Bestimmen einer Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs 102 während eines vorbestimmten Zeitraums oder einer zurückgelegten Strecke hat beispielsweise den Vorteil, dass die Gierrate des Fahrzeuges 102 zum einen anhand von Positionsänderungen des Fahrzeuges 102 und zum anderen anhand von Änderungen der Richtungen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges 102 vom Satellitennavigationsempfänger 104 bestimmt werden kann.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Bewertung der Störungen der Satellitensignale unabhängig zwischen Position des Fahrzeuges 102 und Geschwindigkeit des Fahrzeuges 102 erfolgen kann oder korreliert werden kann, falls die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 102 auch zu den Änderungen der bestimmten geographischen Positionen des Fahrzeuges 102 passt.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor ist ausgebildet, eine erste Gierrate des Fahrzeugs 102 zu bestimmen. Der Sensor und der Satellitennavigationsempfänger 104 können mit dem Prozessor verbunden sein. Der Prozessor kann ausgebildet sein, eine zweite Gierrate des Fahrzeugs 102 auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition 102b des Fahrzeugs 102 zu bestimmen, und die erste Gierrate mit der zweiten Gierrate zu vergleichen, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs 102 zu erkennen.

Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich eine fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeuges 102 oder ein Positionsdrift seitlich zur Fahrtrichtung (siehe 1) in einer resultierenden Gierrate wiederspiegeln. Diese kann dabei sehr gut mit Werten von anderen Gierraten verglichen werden, wobei die Werten der anderen Gierraten beispielsweise auf der Basis eines Inertial-Measurement-Unit-(IMU)-Sensors, eines Lenkradwinkels, eines Odometrie-Sensor, eines Magnetsensors, Radgeschwindigkeiten, oder Fusionsfilters bestimmt werden können. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Mehrwegeeffekte, die zu einer fehlerhaften Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeuges 102 oder zu einer Orientierungsänderung des Fahrzeuges 102 führen würden sehr gut und schnell erkennbar sind, falls eine Differenz zwischen der auf der Basis von Satellitensignalen bestimmten Gierrate und einer mit Sensoren oder Fusionsfiltern bestimmten Gierrate einen vorbestimmten Toleranzschwellwert überschreitet. Der Toleranzschwellwert kann beispielsweise auf der Basis der Genauigkeit der zweiten Gierrate und der Genauigkeit der ersten Gierrate bestimmt werden.

Die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs 102 kann von Mehrwegeeffekten verursacht werden, wobei die Mehrwegeeffekte auftreten, wenn sich eine Antenne des Satellitennavigationsempfängers 104 in der Nähe eines großen reflektierenden Objektes 108, beispielsweise eines Gebäudes, befindet. Dann läuft das Satellitensignal nicht direkt zur Antenne, sondern trifft zunächst auf das Objekt 108, um dann auf die Antenne reflektiert zu werden, was zu einer fehlerhaften Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs 102 führen kann.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Trajektorie eines Fahrzeuges 102 gemäß einer Ausführungsform. Die Trajektorie des Fahrzeuges 102 kann auf der Basis einer Mehrzahl geographischer Positionen ermittelt werden, die vom Satellitennavigationsempfänger 104 bestimmt werden. Weiterhin kann der Satellitennavigationsempfänger 104 ausgebildet sein, mit jeder neuen Bestimmung der geografischen Position des Fahrzeuges 102 den Positionsverlauf des Fahrzeuges 102 über z.B. die letzten 5 Sekunden oder 100 m zu nutzen, um darüber eine zweite Gierrate Δφ/Δt zu bestimmen, wobei Δφ/Δt vom Prozessor auf der Basis der folgenden Formel bestimmt werden kann: wobei ∆φ ein Gierwinkel des Fahrzeuges 102 ist, ∆t ein Zeitintervall ist, Y1 eine zweite Koordinate der vom Satellitennavigationsempfänger 104 zuletzt bestimmten geographischen Position 102a des Fahrzeuges 102 ist, X2 eine erste Koordinate einer geographischen Referenzposition 102b des Fahrzeuges 102 ist, Y2 eine zweite Koordinate der geographischen Referenzposition 102b des Fahrzeuges 102 ist, und X3 eine Koordinate einer vorherigen bestimmten geographischen Position 102c des Fahrzeuges 102 ist. Gemäß einer Ausführungsform kann der Satellitennavigationsempfänger 104 ausgebildet sein, die vorherige bestimmte geografische Position 102c des Fahrzeuges 102 und die geographische Referenzposition 102b des Fahrzeuges 102 auf der Basis eines Kalman-Filters zu bestimmen. Weiterhin kann der Prozessor ausgebildet sein, die Referenzposition des Fahrzeuges 102 anhand einer Bewegungstheorie oder eines Ausrichtungsmodells zu bestimmen.

Die Position 102a des Fahrzeuges 102 kann mittels Pseudorangemessungen oder Carrierphasemessungen oder einer Kombination davon von Satellitennavigationsempfänger 104 bestimmt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein, die Koordinaten der zuletzt bestimmten geografischen Position 102a, der vorherigen bestimmten geografischen Position 102c und der geographischen Referenzposition 102b in Fahrzeugkoordinaten zu konvertieren.

Weiterhin kann der Prozessor ausgebildet sein, die zweite Gierrate ∆φ/∆t mit einer ersten Gierrate, die beispielsweise von einem Drehratensensor des Fahrzeuges 102 bestimmt wird, zu vergleichen und die zuletzt bestimmte geographische Position 102a zu verwerfen, falls eine Differenz zwischen der zweiten Gierrate ∆φ/∆t und der ersten Gierrate einen vorbestimmten Toleranzschwellenwert überschreitet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein, eine dritte Gierrate ∆φ*/Δt auf der Basis der folgenden Formel, zu bestimmen: wobei νx und νy Geschwindigkeitskomponenten des Fahrzeugs 102 sind, die auf der Basis von GNSS-Dopplergeschwindigkeitsmessung bestimmt werden können.

Da die Drehratensensoren eine fahrzeugfeste Orientierungsänderung messen, die Messungen des Satellitennavigationsempfängers 104 aber nur fahrzeugunabhängige Punktbewegungen beschreiben, ist folglich eine Vorrichtung geschaffen, die eine fehlerhafte Bestimmung der Position oder einen seitlichen Positionsdrift erkennt und herausfiltert.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zum Erkennen einer fehlerhaften Bestimmung einer geographischen Position eines Fahrzeuges 102 gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 400 umfasst die folgenden Schritte: Bestimmen 402 einer ersten Gierrate des Fahrzeuges 102, Empfangen 404 von Satellitensignalen während eines vorbestimmten Zeitraums, Bestimmen 406 einer Mehrzahl geographischer Positionen des Fahrzeugs 102 auf der Basis der empfangenen Satellitensignale, Bestimmen 408 einer geographischen Referenzposition 102b des Fahrzeugs 102 auf der Basis der bestimmten Mehrzahl geographischer Positionen, Bestimmen 410 einer zweiten Gierrate des Fahrzeugs 102 auf der Basis der bestimmten geographischen Referenzposition 102b des Fahrzeugs 102, und Vergleichen 412 der ersten Gierrate mit der zweiten Gierrate, um die fehlerhafte Bestimmung der geographischen Position des Fahrzeugs 102 zu erkennen.

Bezugszeichenliste

100
Anordnung
102
Fahrzeug
102a
Position
102b
Referenzposition
102c
Position
104
Satellitennavigationsempfänger
106
Satellit
108
Objekt
400
Verfahren
402
Bestimmen
404
Empfangen
406
Bestimmen
408
Bestimmen
410
Bestimmen
412
Vergleichen