DE2446264A1

DE2446264A1 - Geraet und system zur lokalisierung von fahrzeugen

Info

Publication number: DE2446264A1
Application number: DE19742446264
Authority: DE
Inventors: Ronald Arthur Tyler
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1974-06-08
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1975-12-18
Also published as: GB1470694A; NL7506739A; FR2274094A1; US3984806A; DE2446264B2

Description

THE MARCONI COMPANY LIMITED Marconi House, New Street, Chelmsford, Essex GM1 1PL, England

Gerät und System zur Lokalisierung von Fahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf die Lokalisierung von Fahrzeugen und betrifft speziell Geräte und Systeme zur Lokalisierung von Fahrzeugen, die sich auf einem vorgegebenen Streckennetz bewegen.

Die Erfindung ist besonders geeignet für Radfahrzeuge, die auf Wegenetzen fahren, sie ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.

Ein an Bord eines Fahrzeugs befindliches Gerät zur Lieferung von Daten, welche die Position des Fahrzeugs bei seiner Fahrt über ein vorgegebenes Streckennetz betreffen, enthält erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Gewinnung von Informationen über die vom Fahrzeug durchfahrene Weglänge, eine Einrichtung zur Gewinnung von Informationen über Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs, eine Einrichtung zur Speicherung von Signalen,

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DR. G. MANITZ ■ DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRÄMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7370

welche die Identität eines Knotenpunkts abhängig von der am vorangegangenen Knotenpunkt vorgenommenen Einbiegung angeben, ferner eine Einrichtung zur Speicherung von Signalen, die sich auf die Entfernung zwischen Knotenpunkten beziehen, und schließlich eine Einrichtung zur Ermittlung von die Position des Fahrzeugs auf dem Streckennetz betreffenden Daten aus den gewonnenen Informationen und den gespeicherten Signalen.

Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Gewinnung von Informationen über die vom Fahrzeug durchfahrene Weglänge so ausgelegt, daß sie ein digitales -Ausgangesignal liefert, welches einen Zählwert in einem digitalen Speicher vermindert, wobei dieser Speicher am Anfang einen Zählwert enthält, welcher der Entfernung zwischen dem vom Fahrzeug zuletzt durchfahrenen Knotenpunkt und demjenigen Knotenpunkt entspricht, auf den das Fahrzeug zusteuert. Dieser Speicher wird nachstehend mit "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher bezeichnet.

Sobald der Zählwert im "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher die Größe O erreicht hat, öffnet der Speicher vorzugsweise eine Torschaltung, um die Einrichtung zur Gewinnung von Informationen über die Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs mit einem programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher zu verbinden, der abhängig von der mit der letztgenannten Einrichtung gewonnenen Information eine Ausgangsgröße liefert, die charakteristisch für den nunmehr vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkt ist. Vorzugsweise ist für jeden gegebenen Knotenpunkt ein gesonderter Dauerspeicher vorgesehen, der eine Digitalzahl enthält, die der Entfernung zwischen diesem

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Knotenpunkt und einem vorangegangenen Knotenpunkt entspricht. Hierbei ist der Knotenpunktidentitätsspeicher normalerweise so ausgelegt, daß er das Einschreiben eines Zählwerts in den "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher aus dem jeweils richtigen Dauer speicher steuert.

Neben Einrichtungen, die unter. Steuerung durch den programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher den vom Fahrzeug gerade angesteuerten Knotenpunkt sowie den Zählwert im· "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher anzeigen, sind normalerweise auch Einrichtungen vorgesehen, um diese letztgenannten Daten an eine feste Überwachungsstation zu senden, vorzugsweise nach Empfang eines von der Überwachungsstation gesendeten Abfragesignals.

In einem erfindungsgemößen System, bei welchem mehrere bewegliche Fahrzeuge jeweils mit einem Gerät der vorstehend beschriebenen Art versehen sind, ist vorzugsweise eine feste Überwachungsstation enthalten, um jedes.mobile Gerät mittels eines Abfragesignals abzufragen, welches dem jeweiligen Gerät eindeutig zugeordnet ist. Dabei enthält jedes mobile Gerät eine Einrichtung, die nach Empfang und Erkennung des diesem Gerät zugeordnetem Abfragecodes Daten über den Standort des Geräts an die Überwachungsstation sendet.

Die Überwachungsstation kann so ausgelegt sein, daß sie jedes mobile Gerät im System hintereinander der Reihe nach abfragt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert:

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Figur 1 ist die schematische Darstellung eines einfachen Wegenetzes;

Figur 2 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Bordgeräts für ein Fahrzeug.

Gemäß Figur 1 besteht das Streckennetz aus mehreren Wegen wie z.B. 1, 2, die zwischen Knotenpunkten N1 bis N5 verlaufen, an denen sich zwei oder mehr Wege treffen. S ist ein willkürlich gewählter Ausgangspunkt, von dem aus ein mit dem Gerät nach Fig. 2 versehenes Fahrzeug geführt werden soll. S kann (muß aber nicht) der Standort einer festen Station sein, die das an Bord des Fahrzeugs befindliche Gerät überwacht.

Gemäß Fig. 2 wird die Information über die vom Fahrzeug zurückgelegte Weglänge von einem digitalen Streckenmesser Λ erhalten, der, wie mit dem Pfeil 2 angedeutet, synchron mit den Rädern des Fahrzeugs (falls es sich um ein Radfahrzeug handelt) angetrieben wird. Informationen über Fahrtrichtungsänderungen werden von einem Fahrtrichtungsänderungsdetektor erhalten, der im einfachsten Fall mit dem Lenkgetriebe des Fahrzeugs verbunden sein kann, und den Sinn (links oder rechts') einer Fahrtrichtungsänderung und das Ausmaß der Richtungsänderung in Graden anzeigt. Der Ausgang des F_ahrtrichtungsänderungsdetektors 3 ist über eine normalerweise gesperrte Torschaltung 4- mit einem programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher 5 verbunden, dessen Natur erkennbar sein wird.

Die Ausgangssignale vom digitalen Streckenmesser 1 werden einem "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher 6 zugeführt, um einen Zählwert in diesem Speicher zu vermindern. Der an-

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fängliche Zählwert im Speicher 6 ist ein Maß für die Entfernung von einem vom F_ahrzeug zuletzt überfahrenen Knotenpunkt zu dem vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkt. Wenn der Zählerstand im Speicher 6 den Wert O erreicht, dann liefert dieser Speicher ein Ausgangssignal, welches die Torschaltung 4 öffnet.

Der in den Speicher 6 anfänglich eingeschriebene Zählwert wird aus einem von mehreren Dauerspeichern 7 his 11 über UND-Glieder 12 - 16 entnommen, wenn diese Glieder unter Steuerung durch den programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher 5 geöffnet werden. Der Dauerspeicher 7 enthält die Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt S und dem ersten Knotenpunkt N1, der Speicher 8 enthält de Entfernung zwischen dem Knotenpunkt N1 und dem Knotenpunkt N2, der Speicher 9 enthält die Entfernung zwischen den Knotenpunkten N1 und N3, der Speicher 10 enthält die Entfernung zwischen den Knotenpunkten N3 und N4 und der Speicher 11 enthält die Entfernung zwischen den Knotenpunkten N2 und N5·

Der Knotenpunktidentitätsspeicher 5 ist so programmiert, daß er bei Abfahrt vom Ausgangspunkt S und Ansteuerung des Knotenpunkts N1 das UND-Glied 12 öffnet, um in den "Entfernung-vom- ' Knotenpunkt "-Speicher 6 einen Zählwert einzuschreibender der Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt S und dem Knotenpunkt N1 entspricht. Gleichzeitig wird (z.B. sichtbar auf einem Indikator 17) angezeigt, daß es sich bei dem-vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkt um den Punkt N1 handelt. Nach Empfang einer Fahrtrichtungsänderungsinformation vom Detektor über die Torschaltung 4 ermittelt der programmierte Knotenpunktidentitätsspeicher 5 cLen Knotenpunkt, auf den das Fahrzeug nunmehr zusteuert (z.B. den Knotenpunkt N2) und. öffnet

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das zugeordnete MD-Glied (in diesem Fall das UND-Glied 13), um in den "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher 6 einen Zählwert einzugeben, welcher der Entfernung zwischen den Knotenpunkten N1 und N2 entspricht. Gleichzeitig wird durch Ausschalten des Indikators 17 und Einschalten des Indikators 18 angezeigt, daß sich der vom Fahrzeug angesteuerte Knotenpunkt von N1 auf N2 geändert hat. Für die übrigen Knotenpunkte sind andere Indikatoren 19, 20 und 21 vorgesehen, um jeweils ein Ansteuern dieser Knotenpunkte durch das Fahrzeug anzuzeigen.

Wie bereits erwähnt wurde, wird die Torschaltung 4 nur dann gecffnet, wenn der Zählerstand im "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher 6 auf 0 vermindert ist. Hiermit wird gleichsam ein Entfernungstor erhalten, um sicherzustellen, daß die'dem programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher 5 zugeführte Fahrtrichtungsänderungsinformation auch tatsächlich ein Manöver des Fahrzeugs am Knotenpunkt betrifft. In der Praxis wird die am Fahrzeug abgeleitete Fahrtrichtungsänderungsinformation über eine Weglänge integriert, so daß die an die feste Station gesendete Fahrtrichtungsänderungsinformation das Endergebnis des Fahrmanövers anzeigt, d.h., irgendwelche unvermeidbaren Änderungen der Lenkrichtung während des Manövers werden ignoriert.

Somit liefern die vom programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher 5 gesteuerten Indikatoren 17-21 jederzeit eine Anzeige des vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkts, während der Zählwert im "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher 6 die Weglänge anzeigt, die das Fahrzeug bis zum Erreichen des angesteuerten Knotenpunkts zurückzulegen hat.

Um den Standort des mit dem Gerät nach Fig. 2 versehenen Fahrzeugs in einer festen Station überwachen zu können,

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werden die jeweiligen Ausgangssignale des programmierten Knotenpunktidentitätsspeichers.5 nicht nur dazu herangezogen, den jeweils betreffenden der' Indikatoren 17 bis 21 zu erregen, sondern sie werden auch dazu verwendet, jeweils den richtigen von mehreren Digitalcodierern 22 bis 26 anzusteuern. Die Ausgangssignale der Codierer 22 bis 26 werden gemeinsam mit einem Signal, welches den Zählwert im "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher 6 angibt, einem reihen- " weise ordnenden Codierer (serialising encoder 27) zugeführt. Dieser Codierer 27 kann ein Ausgangssignal liefern, welches dem laufenden Standort des das Bordgerät enthaltenden Fahrzeugs entspricht-. Der Ausgang des Codierers 27 wird auf einen Sender 28gegeben, der von einem Empfänger 29 getriggert wird, wenn letzterer ein Abfragesignal von der festen Überwachungsstation empfängt.

Wenn, wie es in der Praxis normalerweise der lall sein wird, eine Vielzahl von Fahrzeugen von einer Überwachungsstation über ein gegebenes Streckennetz zu führen bzw. zu verfolgen ist, kann ein Rundfrage- und Antwortverfahren angewendet werden (z.B. wie in.der Britischen Patentanmeldung·Nr. 38416/69 der Anmelderin beschrieben), wobei alle Fahrzeuge der Reihe nach abgefragt werden.. In einem solchen Fall kann der .Empfänger in jedem Fahrzeug mit einem Detektor versehen sein, der ein von der festen Station gesendetes codiertes Signal entschlüsseln kann, welches bedeutet, daß die feste Station das betreffende Fahrzeug abzufragen wünscht.

Im Gegensatz zu einem System, wie es in der Britischen Patentanmeldung Nr. 4-9831/72 beschrieben ist, ist die .Qualität der Nachrichtenverbindung zwischen jeder mobilen Station und einer festen Station sowie der Zeitabstand zwischen auf-

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einanderfolgenden Abfragen desselben Fahrzeugs nicht so sehr von Bedeutung, da es im vorliegenden Fall die mobile Station selbst ist, die ihren Standort ermittelt, so daß sie jederzeit in der Lage ist (natürlich abgesehen von Funktionsstörungen), diese Information an die Überwachungsstation zu senden.

Für den digitalen Streckenmesser 1 in Fig. 2 kann in der Praxis eine Codierscheibe verwendet werden, die für jeweils 5 Meilen (etwa 8 km) 1 024 Maßsprünge liefert, so daß die Entfernungsanzeige mit einer Auflösung -von etwa 26 Fuß (ungefähr 8 m) je Maßsprung (d.h. für eine Änderung des niedrigsten Stellenwerts um eine Einheit) erfolgt. Um die von einem einzelnen Fahrzeug beanspruchte Datenübertragungszeit zu verkürzen, kann die Änderung der Fahrzeugrichtung während des Manövers als Treppenfunktion betrachtet werden. In manchen Fällen kann es ausreichend sein, neben dem Sinn der Fahrtrichtungsänderung (links oder rechts) das Maß der Richtungsänderung in Schritten von 22,5° oder sogar 45° anzugeben, damit der programmierte Knotenpunktidentitätsspeicher 5 in der Lage ist, den nach einem Manöver vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkt zu ermitteln. Wie vorstehend beselrrieben, kann der Fahrtrichtungsänderungsdetektor 3 direkt vom Lenkmechanismus des Fahrzeugs angetrieben werden, gemäß einei anderen Methode kann jedoch auch die bei Kurvenfahrt eines Fahrzeugs auftretende Drehzahldifferenz zwischen einem inneren und einem äußeren Rad dazu herangezogen iverden, das Maß einer Fahrtrichtungsänderung zu bestimmen·

Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche

1. Bordgerät für ein Fahrzeug zur.Lieferung von Daten, welche die Position des Fahrzeugs bei seiner Fahrt über ein vorgegebenes Streckennetz betreffen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zur Gewinnung von Informationen über die vom Fahrzeug zurückgelegte Weglänge*, eine Einrichtung (3) zur Gewinnung von Informationen über Fahrtrichtung^änderungen des Fahrzeugs; eine Einrichtung (5) zur Speicherung von Signalen, welche die Identität eines gegebenen Knotenpunkts des Streckennetzes abhängig von der am vorangegangenen Knotenpunkt vorgenommenen Fahrtrichtungsänderung angeben; eine Einrichtung (7 - 11) zur Speicherung von Signalen, welche die Entfernung zwischen Knotenpunkten betreffen, und eine Einrichtung (5,12-16) zur Ermittlung von Daten über den Standort des Fahrzeugs auf dem Streckennetz aus den gewonnenen Informationen und den gespeicherten Signalen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennze.ch.net, daß die Einrichtung (1) zur Gewinnung von Informationen über die vom Fahrzeug zurückgelegte Weglänge ein digitales Ausgangssignal liefert, mit welchem der Zählerstand in einem digitalen "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher(6)verminderbar ist, und daß dieser Speicher (6) einen Anfangszählwert enthält, der ein Maß für die Entfernung zwischen dem

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vom Fahrzeug zuletzt überfahrenen Knotenpunkt und dem vom Fahrzeug angesteuerten Knotenpunkt ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher (6) eine Torschaltung (4-) öffnet, wenn sein Zählwert die Größe 0 erreicht, um die Einrichtung (3) zur Gewinnung von Informationen über Fahrtrichtungsänderungen des Fahrzeugs mit einem programmierten Knotenpunktidentitätsspeicher (5) zu verbinden, der abhängig von den charakteristischen Merkmalen des aus der letztgenannten Einrichtung (3) empfangenen Signals ein Ausgangssignal liefert, welches den vom Fahrzeug nunmehr angesteuerten Knotenpunkt anzeigt.

4-, Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden gegebenen Knotenpunkt ein Dauerspeicher (12-16) vorgesehen ist, deren jeder eine dem Abstand zwischen dem "betreffenden und dem vorangegangenen Knotenpunkt entsprechende Digitalzahl enthält, und daß der programmierte KnotenpunktIdentitätsspeieher (5) das Einschreiben eines Zählerstands aus dem jeweils richtigen der Dauerspeicher in den "Entfernung-vom-Knotenpunkt"-Speicher (5) steuert.

5· Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (17 -21), die unter Steuerung durch den programmierten Knotenpunktidentilätsspeicher (5) den vom Fahrzeug gerade angesteuerten Knotenpunkt und den Zäüerstand in "Entfernung-vom-Knoten-. punkt"-Speicher (6) anzeigt, und eine Einrichtung (22-28) zum Senden dieser letztgenannten Daten an eine feste Überwachungsstation«,

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6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Senden der letztgenannten Daten an eine feste Überwachungsstation .auf Empfang eines von der Überwachungsstation ausgesandten Abfragesignals erfolgt.

7. System, in welchem jedes einer "Vielzahl beweglicher Fahrzeuge ein Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche als mobiles Gerät enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste Überwachungsstation vorgesehen ist, die jedes mobile Gerät mittels eines diesem Gerät eindeutig zugeordneten Abfragesignals abfragen kann, und daß jedes mobile Gerät eine Einrichtung enthält, die bei Empfang und Erkennung des ihr eindeutig zugeordneten Abfragesignals Daten über seinen Standort an die Überwachungsstation sendet.

8. System nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die feste Überwachungsstation alle mobilen Geräte des Systems hintereinander der Reihe nach abfragt.

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