Title:
Verfahren zum Ermitteln und Bereitstellen eines Korrektursignals
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln und Bereitstellen eines Korrektursignals zur Berechnung von einer genauen Position aus satellitengestützten Positionsdaten. Dabei sind Positionsdaten von ortsfesten Objekten bekannt und Fahrzeuge (1.1) erfassen ihre Relativposition zu den ortsfesten Objekten. Aus den satellitengestützten Positionsdaten und der Relativposition zu den ortsfesten Objekten wird ein Korrektursignal errechnet, welches an weitere Fahrzeuge (1.1) gesendet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren gegenüber dem Stand der Technik anzugeben, bei dem eine noch genauere Positionsermittlung umgesetzt wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem als ortsfeste Objekte Ladesäulen (2) zur Energiebereitstellung für Fahrzeuge (1) genutzt werden, welche mit einem Fahrzeug (1) verbunden sind, wobei das Korrektursignal durch eine Verarbeitungseinheit (4) des Fahrzeuges (1) während eines Ladevorgangs ermittelt wird. embedded image




Inventors:
Fischer, Martin, Dipl.-Ing. (70565, Stuttgart, DE)
Smuda, Peer, Dipl.-Inf. (71063, Sindelfingen, DE)
Application Number:
DE102018000769A
Publication Date:
08/09/2018
Filing Date:
01/31/2018
Assignee:
Daimler AG, 70327 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013014869A1N/A2015-03-12



Claims:
Verfahren zum Ermitteln und Bereitstellen eines Korrektursignals zur Berechnung von einer genauen Position aus satellitengestützten Positionsdaten, wobei Positionsdaten von ortsfesten Objekten bekannt sind, Fahrzeuge (1.1) ihre Relativposition zu den ortsfesten Objekten erfassen und aus den satellitengestützten Positionsdaten und der Relativposition zu den ortsfesten Objekten ein Korrektursignal errechnen, und das Korrektursignal an weitere Fahrzeuge (1.1) gesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als ortsfeste Objekte Ladesäulen (2) zur Energiebereitstellung für Fahrzeuge (1) genutzt werden, welche mit einem Fahrzeug (1) verbunden sind, wobei das Korrektursignal durch eine Verarbeitungseinheit (4) des Fahrzeuges (1) während eines Ladevorgangs ermittelt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrektursignal mittels einer Car-2-Car-Kommunikation (10) an die weiteren Fahrzeuge (1.1) gesendet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrektursignal über eine fahrzeugexterne Sendeeinheit an die weiteren Fahrzeuge (1.1) gesendet wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (4) des Fahrzeuges (1) mit einer Sensorik verbunden ist, wobei eine Position relativ zu dem ortsfesten Objekt ermittelt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln und Bereitstellen eines Korrektursignals zur Berechnung einer genauen Position aus satellitengestützten Positionsdaten, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Ursprünglich wurden satellitengestützte Navigationssysteme für eine militärische Nutzung entwickelt. Schrittweise wurden diese Verfahren für zivile Zwecke nutzbar. Dabei verfügen diese Navigationssysteme eine weitaus höhere Genauigkeit, um Positionen von Objekten zu bestimmen, als dies bei einer zivilen Nutzung ermöglicht wird. Eine präzisere Positionsbestimmung in diesem Rahmen, könnte jedoch vorteilhaft bei deren Anwendung sein.

Den gattungsgemäßen Stand der Technik bildet die DE 10 2013 014 869 A1. In dieser Schrift ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeuges beschrieben. Für die Positionsbestimmung empfängt eine Empfangseinheit des Fahrzeuges mehrere Satellitensignale. Anhand dieser wird über die Signallaufzeitlänge die Position errechnet. Dem Fahrzeug ist eine Sensorik angeordnet, die es erlaubt Abstände zu ortsfesten Objekten zu ermitteln. Die ortsfesten Objekte können dabei beispielsweise Verkehrsschilder sein, wobei dessen Referenzpositionsdaten bekannt und in einer digitalen Karte hinterlegt sind. Auf deren Basis wird mit den ermittelten Abständen eine Relativposition des Fahrzeuges zu den ortsfesten Objekten berechnet. In einem weiteren Schritt wird eine Referenzposition des Fahrzeuges, basierend auf der ermittelten Relativposition und der Referenzposition des ortsfesten Objektes, berechnet. Anhand der Referenzposition des Fahrzeuges und dem Abstand zu der Referenzposition ermittelt durch die Satelliten, wird ein Korrekturwert ermittelt. Dieser wird mit der durch die Satelliten ermittelten Referenzposition zum Fahrzeug verrechnet, wodurch dessen Position verfeinert wird. Der Korrekturwert lässt sich innerhalb einer Fahrzeugflotte durch beispielsweise Car-2-Car-Kommunikation an weitere Fahrzeuge weiterleiten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren gegenüber dem Stand der Technik anzugeben, bei dem eine noch genauere Positionsermittlung umgesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen in Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Korrektursignal ermittelt und bereitgestellt. Das Korrektursignal dient zur Berechnung von einer genauen Position aus satellitengestützten Positionsdaten für Fahrzeuge, wobei Positionsdaten von ortsfesten Objekten bekannt sind und ein Fahrzeug seine Relativposition zu den ortsfesten Objekten erfasst und an weiter Fahrzeuge gesendet wird. Aus den satellitengestützten Positionsdaten der Fahrzeuge und der Relativposition zu den ortsfesten Objekten wird ein Korrektursignal errechnet. Erfindungsgemäß werden dabei als ortsfeste Objekte Ladesäulen zur Energiebereitstellung für Fahrzeuge genutzt. Diese sind mit dem Fahrzeug verbunden, wobei das Korrektursignal durch eine Verarbeitungseinheit des Fahrzeuges während eines Ladevorgangs ermittelt wird.

Als Position aus satellitengestützten Positionsdaten für Fahrzeuge, werden dabei Positionsdaten verstanden, die ein Objekt oder einen Punkt auf der Erdoberfläche in Form von Längen- und Breitengradangaben zweifelsfrei lokalisieren lassen. Die satellitengestützten Positionsdaten können dabei von einer Mehrzahl an Satelliten stammen, welche beispielsweise von dem GPS- oder Galileo-System bereitgestellt werden.

Die ortsfesten Objekte können dabei in einer digitalen Karte oder in einer Referenzliste einer Datenbank aufgeführt sein, wobei diesen wiederum deren exakte Positionsdaten zugeordnet sind und an das Fahrzeug gesendet werden. Als Sende- und Empfangseinheit kann beispielsweise ein RFID-Chip an dem ortsfesten Objekt angebracht sein. Erfindungsgemäß handelt es sich bei den ortsfesten Objekten um Ladesäulen, die zur elektrischen Energiebereitstellung eines wenigstens teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeuges verwendet werden. Ein großer Vorteil bei der Verwendung von den Ladesäulen als Referenzpunkte ist, dass Fahrzeuge während einer Energiebetankung - wobei Standzeiten von bis zu mehreren Stunden entstehen - in dieser Zeit die Energie der Ladesäule verwenden können, um die Operationen zur Korrektursignalermittlung und -bereitstellung auszuführen. Des Weiteren werden in naher Zukunft im Zuge der Elektrifizierung von Fahrzeugen weitere Ladesäulen erbaut, wodurch das verfügbare Netz zur Bereitstellung der Korrektursignale dichter wird.

Eine Verbindung der Ladesäule mit dem Fahrzeug ist dabei auf zweierlei Arten denkbar, unter anderem mittels eines Ladekabels. Hier wäre der Vorteil, dass das Fahrzeug schneller mit der benötigten Energiemenge versorgt wird. Alternativ mittels einer drahtlosen Energieübertragung. Diese Variante ist für den Benutzer komfortabler, jedoch in der technischen Umsetzung aufwendiger.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird das Korrektursignal mittels einer Car-2-Car-Kommunikation an weitere Fahrzeuge gesendet. Das Fahrzeug welches mit der Ladesäule verbunden ist und das Korrektursignal berechnet, umfasst eine Sende- und Empfangseinheit die beispielsweise die Signale mittels Funksignal aussendet. Eine kostengünstige Weiterleitung des Korrektursignals ist innerhalb einer Fahrzeugflotte oder an autorisierte Fahrzeuge möglich, da üblicherweise moderne Fahrzeuge mit einer Technik zum Senden und Empfangen von Signalen - auch für andere Zwecke - ausgestattet sind. Die Weiterleitung des Signals erfolgt dabei direkt oder mittelbar an die ausgewählten Fahrzeuge.

In diesem Zusammenhang ist eine Vergrößerung der Sendereichweite des Korrektursignals vorstellbar. Dies könnte damit umgesetzt werden, indem Fahrzeuge das Signal empfangen und gleichzeitig dasselbe Signal wiederum aussenden und so den Signalradius mittelbar erweitern. Die weiteren Fahrzeuge agieren dabei ebenfalls als Sendeeinheiten. Des Weiteren ist ein Netz von Fahrzeugen vorstellbar, die an den Ladestationen jeweils ein Korrektursignal ermitteln. Ein mittelbares oder unmittelbares Versenden, würde dann von dem Fahrzeug mit den besten Sendeeigenschaften, wie beispielsweise die Signalstärke oder der Signalabstand, erfolgen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Korrektursignal über eine fahrzeugexterne Sendeeinheit an die weiteren Fahrzeuge zu senden. Vorstellbar sind dabei beispielsweise leistungsstarke Funkmasten oder eine Signalweiterleitung an einen Satelliten, der wiederum das Korrektursignal an die einzelnen Fahrzeuge übermittelt. Ebenso denkbar ist eine Antenne, die stationär beispielsweise an der Ladesäule angebracht ist und das Korrektursignal aussendet.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, die Verarbeitungseinheit des Fahrzeuges mit einer Sensorik zu verbinden, wobei damit eine Position relativ zu dem ortsfesten Objekt ermittelt wird. Als Sensorik sind beispielsweise Kameras, Lidar- und/oder Ultraschall-Sensoren vorstellbar. Vorteilhaft ist, den Abstand von einem Referenzpunkt im oder am Fahrzeug exakt zu einem Referenzpunkt an der Ladesäule zu bestimmen. Eine präzise Abstandsbestimmung zu der jeweiligen Ladesäule ist ausschlaggebend für die genaue Positionsbestimmung unter Verwendung des Korrektursignals. Allgemein werden bei der Positionsbestimmung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Toleranzwerte von wenigen Zentimetern angestrebt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand eines exemplarischen Beispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt ist.

Dabei zeigen:

  • 1 eine exemplarische Darstellung von einem Fahrzeug, das zur Energieaufladung mit einer Ladesäule verbunden ist und ein Korrektursignal bereitstellt; und
  • 2 eine Fahrzeugflotte die satellitengestützte Positionsdaten von wenigstens einem Satelliten empfangen und gleichzeitig das Korrektursignal von einem Fahrzeug an einer Ladesäule empfangen.

1 zeigt ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 mit Traktionsbatterie 8, das zur Energieaufladung mit einer Ladesäule 2 verbunden ist. Die Verbindung zu der Ladesäule 2 erfolgt dabei mittels einem Ladekabel 3. In der Ladesäule 2 sind in einer Datenbank 9 deren genaue Positionsdaten hinterlegt, die mit einem Breiten- und Längengrad den Standort auf wenigen Millimetern Toleranz definieren. Die Positionsdaten aus der Datenbank 9 werden dem Fahrzeug 1 auf Anfrage übermittelt. Denkbar ist auch, dass die Ladesäule 2 kontinuierlich deren Identität mit den jeweiligen Positionsdaten aussendet.

Im Zuge einer Umfeldanalyse wird die verbundene Ladesäule 2 mit deren Positionsdaten identifiziert und sendet an die Verarbeitungseinheit 4 des Fahrzeuges 1 deren Positionsdaten. Gleichzeitig empfängt das Fahrzeug 1 dessen satellitengestützte Positionsdaten über ein GPS-System 7. Es liegen zu diesem Zeitpunkt somit zwei Positionsdaten vor. Nämlich die genauen Positionsdaten der Ladesäule 2 aus der Datenbank 9 und die Positionsdaten des Fahrzeuges 1 aus dem GPS-System 7.

Weiter umfasst das Fahrzeug 1 eine umfangreiche Sensorik, wobei mittig an der Windschutzscheibe 6 beispielsweise ein Lidar-Sensor 5 integriert ist. Während der Energieaufladung des Fahrzeuges 1 durch die Ladesäule 2, wird ein Korrektursignal ermittelt, welches auf Grundlage der beiden Positionsdaten, die satellitengestützten Positionsdaten noch genauer berechnet. Hierfür wird der Lidar-Sensor 5 durch die Verarbeitungseinheit 4 aktiviert, und der Abstand zu der vorausliegenden Ladesäule 2 über eine Laufzeitmessung des Lidar-Sensors 5 ermittelt. Das Signal des Lidar-Sensors 5 wird in einen Abstandswert umgerechnet, wodurch eine Relativposition zwischen Fahrzeug 1 und Ladesäule 2 bekannt wird. Aus der Relativposition zu der Ladesäule 2, wird eine neue Position des Fahrzeuges 1 berechnet. Durch einen Vergleich zwischen der neu berechneten Position und der erhaltenen Position aus den satellitengestützten Positionsdaten des GPS-Systems 7 wird deren Abweichung berechnet. Diese Abweichung bildet das Korrektursignal, welches beispielsweise mittels einer Car-2-Car-Kommunikation 10 an andere Fahrzeuge 1.1 übermittelt wird.

Aus 2 ist eine Fahrzeugflotte ersichtlich, die satellitengestützte Positionsdaten von dem GPS-System 7, und gleichzeitig das Korrektursignal von dem Fahrzeug 1 an der Ladesäule 2 empfängt. Das Korrektursignal wird dabei von dem Fahrzeug 1, mittels einer Sende- und Empfangseinheit 11 und über die Car-2-Car-Kommunikation 10, an die Fahrzeuge 1.1 übermittelt. Dadurch ist es den Fahrzeugen 1.1 möglich, die satellitengestützten Positionsdaten des GPS-System 7 zu präzisieren und noch genauere Standortdaten zu ermitteln. Die Übermittlung des Korrektursignals mittels der Car-2-Car-Kommunikation 10 ermöglicht, den Senderadius um das Fahrzeug 1 zu erhöhen. Gleichzeitig ist diese Übermittlungsform kostengünstig und einfach umzusetzen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102013014869 A1 [0003]