DE3736386A1 - Fahrzeugpeilverfahren - Google Patents
FahrzeugpeilverfahrenInfo
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- G09B29/106—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids using electronic means
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur
Ermittlung von Fahrzeugpeilungen und zum Verarbeiten von
Daten in einem Fahrzeugnavigationssystem, und speziell
auf Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs
unter Verwendung eines Erdmagnetfeldsensors und eines
Winkelgeschwindigkeitssensors, und zur Verarbeitung der
erhaltenen Daten.
Es sind Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf ein
Fahrzeugnavigationssystem gerichtet worden, mit dem ein
Fahrzeug zu einem gewünschten Ziel geführt werden soll,
wobei nicht nur Landkarteninformationen, sondern auch
der gegenwärtige Fahrzeugort auf einer Anzeigeeinheit
dargestellt wird, wobei die Landkarteninformation im
voraus in einem Speicher gespeichert worden ist und
ausgelesen wird.
Das Navigationssystem muß mit einem Peilungssensor aus
gerüstet sein, um die Peilung des Fahrzeugs, d. h. seinen
laufenden Standort, zu ermitteln. Für einen solchen Pei
lungssensor kann ein Erdmagnetfeldsensor verwendet wer
den, um die Peilung des Fahrzeugs aus dem Erdmagnetfeld
zu ermitteln. Es kann auch ein
Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet werden, um die
Peilung des Fahrzeugs aus der Winkelgeschwindigkeit des
selben zu ermitteln. Ein Erdmagnetfeldsensor kann jedoch
sehr leicht durch äußere Einflüsse gestört werden, und
sein Ausgang neigt dazu, große Fehler zu zeigen, wenn
das Fahrzeug über einen Bahnübergang, eine Eisen- oder
Stahlbrücke, an einem großen Fahrzeug (z. B. an einem Bus
oder Lastwagen) vorbeifährt oder in die Nähe anderer
ferromagnetischer Anlagen kommt.
Da die Peilung, die man aus den Ausgangsdaten eines
Winkelgeschwindigkeitssensors erhält, keine Absolutpei
lung ist, ist auch die aus der Winkelgeschwindigkeit be
rechnete Peilung mit einer Drift behaftet.
Um die Peilung des Fahrzeugs aus den Ausgangsdaten des
Winkelgeschwindigkeitssensors zu erhalten, werden die
Daten, die von dem Winkelgeschwindigkeitssensor gelie
fert werden, wenn keine Winkelgeschwindigkeit existiert
(d.h. wenn das Fahrzeug sich nicht dreht) als der zen
trale Wert G dc des Sensorausgangs angenommen. Die Ver
stellung erhält man dann entsprechend dem zentralen Wert
G dc , und sie wird über der Zeit integriert, um die Pei
lung zu erhalten. Der zentrale Wert G dc kann jedoch auf
grund von Temperaturänderungen schwanken. Wenn der zen
trale Wert G dc schwankt, während die Peilung berechnet
wird, äußert sich der dadurch verursachte Fehler als
eine Drift oder Verschiebung der Peilung. Auch können
die Eigenschaften der Schaltung (z. B. Operationsverstär
ker), die für die Ermittlung des Ausgangs vom
Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet wird, verursa
chen, daß der Drehwinkel, den man aus den Ausgangsdaten
des Winkelgeschwindigkeitssensors erhält, nicht 90° ist,
selbst wenn das Fahrzeug in Wirklichkeit um einen Bogen
von 90° gedreht worden ist. Aus diesem Grunde muß man
einen Fehlerkorrektureffizienten anwenden. Wenn der
Drehwinkel des Fahrzeugs, der auf diese Weise erhalten
wird, noch immer ungenau ist, wenn der Korrekturkoeffi
zient angewendet ist, dann wird ein zusätzlicher Fehler
unvermeidbar.
Im Hinblick auf die zuvor genannten Probleme liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs mit großer
Genauigkeit anzugeben, indem die Zuverlässigkeit von
Peildaten, die man von einem Erdmagnetfeldsensor und von
einem Winkelgeschwindigkeitssensor erhält, verbessert
werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht
darin, ein Verfahren zur Verarbeitung von Daten
anzugeben, die man von einem Erdmagnetfeldsensor und
einem Winkelgeschwindigkeitssensor erhält, das eine
genauere Navigation eines Fahrzeugs zuläßt, indem man
die Zuverlässigkeit der Peilungsdaten, die man von dem
Erdmagnetfeldsensor und dem Winkelgeschwindigkeitssensor
erhält, steigert, um auf diese Weise die Peilung des
Fahrzeugs genau zu ermitteln.
Das Verfahren zu Ermittlung der Peilungen eines
Fahrzeugs gemäß der Erfindung ist Gegenstand des
Anspruchs 1. Ausgestaltungen und Abwandlungen der
Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Fahrzeug
navigationssystems, bei dem das Verfahren zur Ermittlung
der Peilung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet wird;
Fig. 2 und 3 Flußdiagramme der hauptsächlichen
Prozeduren, die von der CPU in Fig. 1 ausgeführt werden;
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Ortes, wie er
von den Ausgangsdaten eines Erdmagnetfeldsensors
ermittelt wird;
Fig. 5 ein Diagramm eines Fensters, das auf dem Ort
errichtet wird, der von den Ausgangsdaten des Erd
magnetfeldsensors ermittelt wird;
Fig. 6 ein Beispiel einer Fahrzeugmarkierung, die auf
einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird;
Fig. 7 eine Karte mit Daten, die in Form eines Streifen
codes dargestellt sind;
Fig. 8A bis 8C Flußdiagramme, die die Fahrzeugpeilungs
ermittlungsprozeduren zeigen, die von der CPU in Fig. 1
gemäß der Erfindung ausgeführt werden;
Fig. 9 ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem der
von den Ausgangsdaten des Erdmagnetsensors ermittelte
Ort sich in Bezug auf seinen Mittenwert verschiebt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, das die Prozedur zur Laufim
pulsunterbrechung zeigt;
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das eine Prozedur zur Zeit
geberunterbrechung zeigt;
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das eine von der CPU in Fig. 1
ausgeführte Fahrzeugpeilungs-Ermittlungsprozedur zeigt;
Fig. 13 und 14 Flußdiagramme, die weitere solcher Proze
duren zeigen;
Fig. 15 und 16 Flußdiagramme, die Prodzeduren zur Ver
arbeitung von Daten von dem Erdmagnetfeldsensor, die von
der CPU in Fig. 1 ausgeführt werden, zeigen;
Fig. 17 ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in wel
chem der von den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors
ermittelte Ort sich in Bezug auf seinen Mittenwert ver
schiebt, und
Fig. 18 ein Flußdiagramm, das die Prozeduren zur Verar
beitung von Daten des Erdmagnetfeldsensors zeigt, die
von der CPU nach Fig. 1 ausgeführt werden.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines
Fahrzeugnavigationssystems, bei welchem ein Verfahren
zur Ermittlung der Peilung des Fahrzeugs nach der vor
liegenden Erfindung angewendet wird. Wie Fig. 1 zeigt,
enthält das Fahrzeugnavigationssystem einen Erdmagnet
feldsensor 1 zur Erzeugung von Fahrzeugpeilungsdaten
auf der Grundlage des Erdmagnetfeldes, einen Winkelge
schwindigkeitssensor 2 zur Ermittlung der Winkelge
schwindigkeit des Fahrzeugs, einen Wegstreckensensor 3
zur Ermittlung der Wegstrecke, über die sich das
Fahrzeug bewegt, und ein GPS (Globus Positionssystem)
zur Ermittlung des augenblicklichen Fahrzeugorts aus der
geographischen Höhe und Länge. Der Ausgang eines jeden
Sensors wird einer Systemsteuereinheit 5 zugeführt.
Die Systsemsteuereinheit 5 enthält eine Schnittstelle 6
zur Aufnahme des Ausgang eines jeden Sensors 1 bis 4 und
zur A/D-Wandlung dieser Ausgänge, eine CPU 7 zur Verar
beitung verschiedener Arten von Bilddaten und zur Be
rechnung der Bewegungen des Fahrzeugs auf der Grundlage
der Ausgangsdaten eines jeden Sensors 1 bis 4, einen R0M
8, in welchem vorgespeicherte Verarbeitungsprogramme für
die CPU 7 und andere notwendige Daten vorgespeichert
sind, einen RAM 9, in den Daten eingeschrieben oder aus
ihm ausgelesen werden, wenn es zur Ausführung der Pro
gramme notwendig ist einen CD-ROM (Kompaktplatten-
Festspeicher), und IC-Speicherkarten mit einem graphi
schen Speicher 11, einschließlich eines Aufzeichnungs
trägers 10, in welchem Landkarteninformationen in digi
taler Form gespeichert sind, und eine Graphiksteuerung
13, die das Speichern von Graphikdaten in einem Graphik
speicher 11 und die Darstellung auf einer Anzeigeein
richtung 12 in Bildform, wie beispielsweise als Landkar
ten, die von der CPU 7 geliefert werden, ausführt. Eine
Eingabeeinrichtung 14 kann beispielsweise eine Tastatur
usw. enthalten, und sie wird dazu benutzt, Befehle in
die Systemsteuereinheit 5 einzugeben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun eine von der CPU 7
ausgeführte Grundprozedur erläutert.
Die CPU 7 führt zunächst eine Initialisierungsroutine
aus, um ein Programm zu starten (Schritt S 1) und um zu
entscheiden, ob der augenblickliche Fahrzeugort eingege
geben worden ist (Schritt S 2). Wenn der augenblickliche
Ort nicht eingegeben ist, dann wird eine Eingeberoutine
über den augenblicklichen Ort an der Eingabeeinrichtung
14 eingetastet und ausgeführt (Schritt S 3), um den ge
genwärtigen Ort einzugeben. Sodann wird die gefahrene
Wegstrecke auf Null gesetzt. Anschließend entscheidet
die CPU 7, ob Daten an der Eingabeeinrichtung 14
eingetastet worden sind (Schritt S 5).
Wenn keine Daten eingetastet worden sind, dann bewirkt
die CPU 7 die Anzeige einer Landkarte der Umgebung des
augenblicklichen Fahrzeugorts auf der Anzeigeeinrichtung
12 und zeigt nicht nur den augenblicklichen Fahrzeugort,
sondern auch seine Peilung auf der Landkarte mittels
einer Fahrzeugmarkierung. Wenn sich das Fahrzeug weiter
bewegt, dann rollt die CPU 7 die Landkarte ab, und wenn
der augenblickliche Fahrzeugort in Gefahr gerät, sich
aus dem Landkartendatenbereich zu bewegen, wenn sich das
Fahrzeug bewegt, dann liest die CPU 7 weiter notwendige
Landkartendaten aus dem Aufzeichnungsträger 10 und zeigt
diese Daten auf der Anzeigeeinrichtung 12 an (Schritt
S 6).
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist eine Fahrzeugmarkierung M
vorgesehen, die in zwei Sektionen, und zwar linke und
rechte Sektionen, unterteilt ist, die unterschiedliche
Farben in Bezug auf die Richtung haben, in der sich das
Fahrzeug bewegt. Obgleich die Fahrzeugmarkierung M auf
der Anzeigeeinrichtung 12 direkt nach oben zeigt, kann
die rechte Seite von der linken Seite der Anzeigeein
richtung unterschieden werden, und es ist daher sofort
möglich, Rechtswendungen von Linkswendungen des Fahr
zeugs zu unterscheiden, ohne Rücksicht auf die Richtung,
die die Fahrzeugmarkierung M auf der Anzeigeeinrichtung
12 verfolgt.
Obgleich die Fahrzeugmarkierung in zwei Sektionen unter
schiedlicher Farbe in Bezug auf die Richtung, in der das
Fahrzeug fährt, geteilt ist, versteht sich doch selbst
verständlich, daß die vorliegende Erfindung auf eine
solche Ausführungsart nicht beschränkt ist, und wenn das
Landkartenbild mit konstant gehaltener Kartenpeilung an
gezeigt wird, ohne Rücksicht auf die Fahrzeugpeilung,
dann ist es lediglich notwendig, daß die Fahrzeugmarkie
rung auf der Landkarte asymmetrisch in Bezug auf die
Richtung, in der das Fahrzeug fährt, dargestellt wird.
Wenn Eingangsdaten eingetastet sind, wird jede der
nachfolgenden Routinen entsprechend den eingegebenen
Daten ausgeführt, nämlich Rücksetzen des gegenwärtigen
Fahrzeugorts (Schritt S 7), Sensorkorrektur (Schritt
S 8), Zieleinstellung (Schritt S 9) und Landkartenver
größerung oder -verkleinerung (Schritt S 10).
Obgleich die Einstellung des augenblicklichen Fahrzeug
orts im Schritt S 7 und die Einstellung des Ziels im
Schritt S 9 mittels der Tastatur vorgenommen werden, kön
nen Städtenamen und andere Daten auf den Karten mit
Streifencodes angezeigt werden, so daß eine
Streifencode-Leseeinrichtung (nicht dargestellt) dazu
verwendet werden kann, diese Streifencodes zu lesen und
sie als Daten mit geringster Mühe einzugeben.
Der Datentyp, der in Streifencodes angegeben wird, än
dert sich vorzugsweise mit dem Maßstab. Wenn der Maßstab
klein ist, sollten beispielsweise die Namen von Staaten,
Großstädten und Städten dargestellt werden, und wenn der
Maßstab größer ist, dann sollten detailliertere Daten,
wie beispielsweise die Namen von Parks, Hotels, Kaufhäu
sern usw. angegeben werden. Außerdem kann beispielsweise
eine Karte, die speziell nur Restaurants angibt, verwen
det werden, um Verwirrungen zu vermeiden, die die
gleichzeitige Darstellung zu vieler Einzelheiten verur
sachen könnten.
Wie in Fig. 3 gezeigt, erlaubt die CPU 7 auch eine Zeit
geberunterbrechung, um die Peilungen des Fahrzeugs je
derzeit auf der Grundlage von ausgegebenen Daten des
Erdmagnetfeldsensors 1 und des
Winkelgeschwindigkeitssensors 2 in vorbestimmten Inter
vallen zu berechnen (Schritte S 11, S 12).
Der Erdmagnetfeldsensor 1 besteht im allgemeinen aus
einem Paar Magnetsensoren, die gegeneinander um einen
Phasenwinkel von 90° in der gleichen Ebene versetzt
sind. Einer von ihnen ist dazu bestimmt, die Erdmagnet
feldkomponente in der Richtung von beispielsweise U
(Nord) zu ermitteln, während der andere dazu bestimmt
ist, eine weitere Komponente in der Richtung V (Osten)
zu ermitteln. Wenn man den Erdmagnetfeldsensor 1 in der
horizontalen Ebene dreht, dann wird ein Kreisort I von
den Ausgangsdaten der U- und V-Sensorelemente mit dem
Ursprung O im Kreuzungspunkt der U- und V-Koordinaten
achsen als Zentrum beschrieben. Dementsprechend wird im
Uhrzeigersinn ein Azimuthwinkel R mit Norden (U-Achse)
am Punkt P (U 1, V 1) beispielsweise entsprechend der
folgenden Gleichung erhältlich:
R = tan-1 U/V) (1)
Durch Montage des Erdmagnetfeldsensors am Fahrzeug unter
einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Längs- oder
Querrichtung des Fahrzeugs und durch Berechnung der Aus
gangsdaten der beiden U- und V-Sensorelemente in Über
einstimmung mit der Gleichung (1) läßt sich daher die
Peilung des Fahrzeugs, d.h. seine Fahrtrichtung in Be
zug auf eine gegebene Himmelsrichtung, im Beispiel
Norden, bestimmen.
Obgleich idealerweise nur der Magnetfluß des magneti
schen Erdfeldes um den Erdmagnetfeldsensor 1 vorhanden
sein sollte, ist normalerweise auch ein Magnetfluß vor
handen, der von den magnetischen Eigenschaften des
Stahlkörpers des Fahrzeugs herrührt. Um den Einfluß der
magnetischen Eigenschaften des Fahrzeugkörpers zu besei
tigen und die Fahrzeugpeilung genau zu ermitteln, be
schreibt z. B. die JP-OS 28 208/82 ein Verfahren, bei dem
in Betracht gezogen wird, daß die Distanz zwischen der
Mitte eines Kreises, den man durch Auftragen des Aus
gangs erhält, der durch Drehen des Magnetsensorelements
erzielt wird, wenn die U- und V-Magnetsensorelemente an
dem Fahrzeug befestigt sind, um diese relative Verschie
bung zu beseitigen, durch die magnetischen Eigenschaften
des Fahrzeugkörpers beeinflußt wird. In diesem Falle
werden die Ausgangsdaten, die von beiden Sensorelementen
erhalten werden, so korrigiert, daß die Mitte des so ge
zogenen Kreises veranlaßt wird, sich in den genannten
Ursprung zu bewegen, wodurch der Einfluß der magneti
schen Eigenschaften des Fahrzeugkörpers beseitigt sind.
Wie im Detail unten beschrieben, liegt die Mitte des
Kreises, der von den Ausgängen der Sensorelemente defi
niert wird, wie in Fig. 4 gezeigt, bei II, d. h. an einer
Stelle, die von dem Koordinatenursprung verschoben ist.
Die Maximalwerte U max und V max und die Minimalwerte U min
und V min der Ausgänge U und V der zwei Sensorelemente
werden daher dazu verwendet, die Koordinaten der Mitte O
in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (2) zu
berechnen:
U₀ = U max + U min )/2
V₀ = (V max + V min) /2 (2)
V₀ = (V max + V min) /2 (2)
Die Werte U₀ und V₀, die auf diese Weise berechnet wor
den sind, werden in der folgenden Gleichung (3) dazu
verwendet,die Ausgangswerte U und V der magnetischen
Sensorselemente zu korrigieren. Die Peilung wird aus den
Werten U′ und V′ daher korrigiert:
U′ = U - U₀
V′ = V - V₀ (3)
V′ = V - V₀ (3)
Um die Zuverlässigkeit der Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors 1 zu verbessern, wird ein zulässiger Schwan
kungsbereich (Fenster) im Ausgang des Magnetfeldsensors
1 eingerichtet. Spezieller gesagt, wie in Fig. 5 durch
eine schraffierte Fläche dargestellt ist, wird das
Fenster in einer Winkelrichtung auf der Grundlage von
Azimuthdaten (U n-1, V n-1), die zuvor erhalten wurden,
errichtet. Die Differenz zwischen den zuvor erhaltenen
Azimuthdaten und den laufenden Azimuthdaten wird ermit
telt. Wenn die Differenz zu groß ist, d. h. wenn die
augenblicklichen Daten außerhalb des Fensters liegen,
dann werden diese Daten als fehlerhaft angesehen und
durch die vorherigen Daten oder durch den Mittelwert von
mehreren vorherigen Daten ersetzt (wobei die Anzahl sol
cher vorheriger Daten beliebig ist), um die Zuverlässig
keit der Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 weiter
zu verbessern. Außerdem, da die aus dem Ausgang des Erd
feldmagnetsensors 1 erhaltenen Daten mathematisch die
Gleichung eines Kreises ausdrücken, können alle Daten,
die nicht auf den Kreis fallen, als Fehler angesehen
werden. Die augenblicklichen Daten neigen jedoch zu ge
wissen Schwankungen aufgrund von Fehlern bei der A/D-
Wandlung usw., und deshalb wird das Fenster derart
eingestellt, daß es einen wesentlichen Toleranzbereich
in radialer Richtung hat. In Fig. 5 bezeichnen α und β
einen zulässigen Winkelbereich und einen zulässigen
Radiusbereich.
Die Differenz zwischen Peilungen variiert mit dem Zeit
intervall, das zur Erzielung der Azimuthdaten verwendet
wird, und dementsprechend kann die Peilung aus der Be
ziehung zwischen der Winkelgeschwindigkeit und der Fahr
zeuggeschwindigkeit erhalten werden. Es sei angenommen,
daß die maximale Winkelgeschwindigkeit 30°/s beträgt und
daß die Fahrgeschwindigkeit 40 km/h ist. Die Ausgangs
daten des Erdmagnetfeldsensors seien, da sie den obigen
Bereich überschreiten, als fehlerhaft angesehen und
durch vorangehende Daten oder Mittelwertdaten aus
mehreren vorangehenden Daten ersetzt. Wenn das Fenster
mit einem Winkel vorgegeben ist, dann kann dieser Winkel
variiert werden, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit
ändert. Der Winkel ändert sich mit der Fahrgeschwin
digkeit nicht linear, vielmehr ist das Verhältnis mit
einer Hysterese versehen. Der zulässige Winkel ändert
sich daher, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit ändert.
Andererseits erzeugt der Winkelgeschwindigkeitssensor
normalerweise Daten, die proportional zu der Winkel
geschwindigkeit um die Sensorwelle des Sensors sind.
Aufgrund der Zeitgeberunterbrechung integriert die CPU 7
die Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors über
der Zeit und erhält die laufende Peilung durch Berech
nung der Peilungsänderung aus der Winkelgeschwindigkeit.
Die CPU 7 behandelt zunächst die Daten, die von dem
Winkelgeschwindigkeitssensor 2 erzeugt werden, wenn die
Winkelgeschwindigkeit Null ist, als den Mittenwert G dc
des Sensorausgangs und ermittelt die Verschiebung auf
der Basis des Mittenwertes G dc , um die Peilung durch In
tegration desselben über der Zeit zu erhalten. Tempera
turänderungen können jedoch bewirken, daß der Mittenwert
G dc schwankt. Wenn sich der Mittenwert G dc ändert, dann
bewirkt der resultierende Fehler eine Drift der berech
neten Peilung, und die durch den
Winkelgeschwindigkeitssensor 2 erhaltene Peilung muß da
her korrigiert werden. Wegen der Eigenschaften der
Schaltung (Operationsverstärker), die für die Ermittlung
der Daten vom Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet
wird, kann es darüberhinaus geschehen, daß der
Drehwinkel nicht 90° ist, selbst wenn sich das Fahr
zeug wirklich um 90° gedreht hat. Aus diesem Grunde muß
ein Korrekturkoeffizient für die Korrektur des Fehlers
verwendet werden. Wenn der Korrekturkoeffizient
ermittelt wird, dann kann jedoch ein zusätzlicher Fehler
auftreten, wenn der erhaltene Drehwinkel des Fahrzeugs
nicht genau ist.
In Bezug auf die Flußdiagramme der Fig. 8A bis 8C werden
die von der CPU 7 ausgeführten Peilungsermittlungsproze
duren nachfolgend erläutert.
Die CPU 7 bestimmt zunächst, ob eine sogenannte
Eine-Umdrehung-Korrektur ausgeführt worden ist (Schritt
S 20). Wenn sie noch nicht ausgeführt worden ist, dann
führt die CPU 7 eine Eine-Umdrehung-Korrekturroutine
durch (Schritt S 21). Bei der Eine-Umdrehung-Korrektur
routine wird das mit dem Erdmagnetfeldsensor 1 ver
sehene Fahrzeug einmal gedreht, d. h. beispielsweise auf
einem Kreisbogen gefahren, um U₀ und V₀ (Mittenwert)
und einen Radialwert r zu erhalten. Die so erhaltenen
Werte werden im RAM 9 gespeichert.
Anschließend wird eine Anfangspeilung aufgebaut (Schritt
S 22). Das Fahrzeug verbleibt bewegungslos, während seine
Maschine in Betrieb gesetzt wird, so daß die Peilung des
Fahrzeugs konstant bleibt. Nachdem die Anfangspeilung
genommen worden ist, werden die Ausgangsdaten des Erd
magnetfeldsensors 1 nacheinander in einen Ringpuffer des
RAM 9 eingelesen (Schritt S 23). Der Umfang an Daten, der
in dem Ringpuffer gespeichert ist, kann äquivalent zu
dem sein, der für eine gewünschte Zeitlänge erforderlich
ist. Die CPU 7 entscheidet dann, ob die ausgegebenen
Daten innerhalb des Fensters (schraffierter Bereich von
Fig. 5) liegen (Schritt S 24). Wenn sie in dem Fenster
liegen, dann wird die Peilung des Fahrzeugs in Überein
stimmung mit den Gleichungen (1) bis (3) unter Verwen
dung der Ausgangsdaten berechnet, die man von dem Erd
magnetfeldsensor 1 erhält (Schritt S 25). Die Zählung N
eines Fensterfehlerzählers zur Zählung der Anzahl, wie
oft die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 außer
halb des Fensters liegen, und die Zählung E eines
Mittenverschiebungs-Entscheidungszählers zur Zählung der
Anzahl wie oft die Mitte sich verschiebt, werden beide
rückgesetzt (Schritt S 26) und ein Kennzeichen, daß kein
Fensterfehler vorhanden ist, wird gesetzt (Schritt S 27).
Im normalen Betrieb liegen daher die Ausgangsdaten des
Erdmagnetfeldsensors 1 stets innerhalb des Fensters,
wenn kein zusätzliches Magnetfeld vorhanden ist.
Die Prozedur zur Ermittlung der Peilung ist wie folgt:
Die CPU 7 prüft zunächst, ob ein Kennzeichen zur Sper
rung der Verwendung einer Kartenpeilung gleich "0" ist,
und entscheidet, ob die Peilung (Kartenpeilung), die
man aus Landkartendaten erhält, die auf dem Aufzeich
nungsträger 10 im Schritt S 40 gespeichert werden,
verwendbar sind. (Eine Beschreibung über ein Verfahren
zur Ermittlung, ob es möglich ist, die Kartenpeilung zu
verwenden, wird weiter unten gegeben). Wenn die Verwen
dung der Kartenpeilung nicht erlaubt ist, dann setzt die
CPU 7 die zuvor erhaltene Peilung (Schritt S 41) und
kehrt dann zum Schritt S 23 zurück. Wenn die Verwendung
der Kartenpeilung zulässig ist, dann entscheidet die CPU
7 weiter, ob ein Kennzeichen, das ein fehlerfreies Fen
ster angibt, gesetzt ist, um so zu ermitteln, ob die
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 innerhalb des
Fensters liegen (Schritt S 42). Wenn ein Fehler ermittelt
wird, dann verwendet die CPU 7 die gleiche Kartenpeilung
(Schritt S 43) und kehrt dann zum Schritt S 23 zurück.
Wenn kein Fehler im Fenster ermittelt wird, dann ent
scheidet die CPU 7, ob die Differenz zwischen der Pei
lung, die man aus den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1 erhält, und der Kartenpeilung einen vorbe
stimmten Wert übersteigt (Schritt S 44), und wenn dies
der Fall ist, dann sperrt sie die Verwendung der Karten
peilung (Schritt S 46) und verwendet dann die Peilung,
die man aus den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1
erhält (Schritt S 47). Wenn die genannte Differenz klei
ner als der vorbestimmte Wert ist, dann verwendet die
CPU 7 die Kartenpeilung wie sie ist (Schritt S 45) und
kehrt zum Schritt S 23 zurück.
Wenn andererseits die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1 nicht innerhalb des Fensters liegen, dann wird
die Zählung N des Fensterfehlerzählers um nur eins
erhöht (Schritt S 28), und die CPU 7 entscheidet, ob die
Zählung N den maximalen Fensterfehlerwert N max erreicht
hat (Schritt S 29). Die CPU 7 nimmt an, daß die zu diesem
Zeitpunkt empfangenen Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1 fehlerhaft sind, bis sie den maximalen
Fensterfehlerwert erreichen, verwendet die Peilung, die
man auf der Grundlage des vorhergehenden Wertes aus den
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors erhalten hat,
oder aus dem Mittelwert mehrerer vorangehender Ausgangs
daten erhalten hat (Schritt S 30), setzt das Kennzeichen,
das das Vorliegen eines Fensterfehlers angibt (Schritt
S 31) und geht dann zum Schritt S 40 über.
Wenn die Zählung N des Fensterfehlerszählers den maxima
len Fehlerwert N max erreicht, dann erhöht die CPU 7 die
Zählung E die Zählung des Mittenverschiebungszählers nur
um "1" (Schritt S 32) und entscheidet, ob die Zählung
E den Maximalwert E max erreicht hat (Schritt S 33).
Die CPU 7 setzt einen Zeitgeber, der mit festen Zeitin
tervallen aktiviert wird, bis der maximale
Mittenverschiebungs-Entscheidungswert E max erreicht ist
(Schritt S 34), empfängt die Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors 1 (Schritt S 36), bis die Auszeit auftritt
(Schritt S 35) und berechnet die Peilung auf der Grundla
ge der empfangenen Daten (Schritt S 37). Das heißt, wenn
die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 nicht in
nerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode in das Fenster
fallen, stellt die CPU 7 das Fenster versuchsweise neu
ein und verzichtet für eine feste Zeitdauer darauf, den
Fehler zu verarbeiten. Zu diesem zweck ist die CPU 7 in
der Lage, nicht-standardisierte Daten zu verarbeiten,
selbst wenn das Lenkrad des Fahrzeugs plötzlich ge
dreht wird.
Anschließend ermittelt die CPU 7, ob die vorhandene Kar
tenpeilung verwendbar ist, wie im Falle von Schritt S 40
(im Schritt S 48). Wenn die Verwendung der Kartenpeilung
nicht zulässig ist, verwendet die CPU 7 die zuvor er
haltene Kartenpeilung (Schritt S 49), und wenn die Ver
wendung möglich ist, dann macht sie von der Kartenpei
lung Gebrauch, wie sie ist (Schritt S 50) und kehrt dann
zum Schritt S 35 zurück.
Wenn die Zählung E des Mittenverschiebungszählers den
Maximalwert E max erreicht, dann entscheidet die CPU 7,
daß der Mittenwert im Schritt S 33 verschoben worden ist,
korrigiert die Mittenverschiebung durch Verwendung ande
rer Daten (Schritt S 38), vermindert sowohl die Zählung N
des Fensterfehlerzählers und die Zählung E des
Mittenwertverschiebungs-Entscheidungszählers (Schritt
S 39) und kehrt zum Schritt S 23 zurück. Wenn das Fahrzeug
beispielsweise einen Bahnübergang passiert, dann kann
das geomagnetische Feld fast völlig blockiert werden.
Auch bei Anwesenheit eines starken äußeren Magnetfeldes
kann dies geschehen. Die Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors 1 werden ihrer Gleichstromkomponente be
raubt. Die so verschobene Mitte, wie in Fig. 9 gezeigt,
macht es der CPU 7 unmöglich, eine geeignete Peilung zu
erzielen. Wenn beispielsweise der Fahrzeugkörper durch
ein äußeres Feld leicht magnetisiert wird und damit die
Mitte verschoben wird, dann fallen die Ausgangdaten des
Erdmagnetfeldsensors 1 niemals in das Fenster. Die CPU 7
ermittelt eine solche Situation durch Zählung der An
zahl, wie oft die Ausgangsdaten nicht in das Fenster
fallen können. Wenn die obige Situation auftritt, ändert
sich nur der Ursprung der Koordinaten der Kreisglei
chung, obgleich die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsen
sors 1 eine gestörte Gleichstromkomponente haben, und
der Radius r ändert sich nicht (es sei denn, daß die
Stärke des Erdmagnetfelds sich ändert). Dementsprechend
kann der wahre Koordinatenursprung durch Verwendung an
derer Daten erhalten werden und das verschobene Zentrum
korrigiert werden.
Wenn das verschobene Zentrum (Mitte) korrigiert wird,
dann können beispielsweise die Ausgangsdaten des Winkel
geschwindigkeitssensors 2 verwendet werden. Obgleich der
Absolutwert durch den Winkelgeschwindigkeitssensor nicht
erhalten werden kann, läßt sich der gewünschte Winkel
durch Integration seiner Ausgangsdaten über der Zeit er
halten. Der bekannte Wert bei verschobenem Zentrumswert
enthält die Ausgangsdaten (U, V) des
Erdmagnetfeldsensors 1, den Radius r, den man durch
Korrektur für eine Drehung erhält, und die Ausgangs
daten des Winkelgeschwindigkeitssensors 2. Diese Werte
haben die folgende gegenseitige Beziehung:
U= r · sin R + U₀
V = r · cos R + V₀ (4)
V = r · cos R + V₀ (4)
Die Gleichung (4) kann in die Gleichung (5) wie folgt
umgewandelt werden:
U₀ = U - r · sin R
V₀ = V - r · cos R (5)
V₀ = V - r · cos R (5)
Aus der Gleichung (5) kann somit der augenblickliche
Zentrumswert (U₀, V₀) erhalten werden.
Ein weiteres Verfahren zum Erhalten des Winkels R be
steht darin, ein Verfahren zum Berechnen des Winkels der
Straße zu verwenden, auf dem das Fahrzeug fährt, und
diesen Winkel als den Winkel R zu verwenden. Das heißt,
die Straße wird durch ein Segment einer Linie ausge
drückt, die zwei Punkte miteinander verbindet, und jeder
Punkt wird in einen numerischen Wert umgewandelt und auf
dem Aufzeichnungsträger 10 als Kartendaten gespeichert,
aus welchen die Werte beider Enden des Segmentes, in de
nen sich das Fahrzeug befindet, ermittelt werden. Der
Winkel R kann daher durch Berechnung der Neigung einer
Linie erhalten werden, die diese zwei Punkte miteinander
verbindet.
Es wird weiterhin ein Verfahren zum Ermittelt, ob die
Kartenpeilung verwendbar ist, beschrieben.
Bei Empfang eines "Lauf"-Impulses von einem Lauf- bzw.
Fahrdistanzsensor zur Ermittlung der von dem Fahrzeug
zurückgelegten Distanz und seiner Geschwindigkeit, er
möglicht die CPU 7 eine Laufimpulsunterbrechung. Bei der
Laufimpulsunterbrechung wird ein Fehler vom Fahrdistanz
sensor 3 und ein weiterer Fehler, der von der Digitali
sierung der Kartendaten herrührt, immer dann in Über
einstimmung mit den Kartendaten ermittelt, wenn das
Fahrzeug eine feste Distanz zurückgelegt hat. Ein Ort,
der um diese Distanz von jenem, der zuvor ermittelt
worden ist, getrennt ist, wird als der neue Ort ein
gegeben, so daß der laufende Fahrzeugort genau erkannt
werden kann. Ein spezielles Verfahren zum Erkennen des
augenblicklichen Orts ist bereits in der japanischen
Patentanmeldung 1 56 883/86 beschrieben worden.
Bei der Ermittlung des augenblicklichen Ortes wird ein
Verfahren zum Auffinden der Straße aus den Kartendaten
verwendet, die dem augenblicklichen Ort am nächsten ist,
und zwar jedesmal, wenn das Fahrzeug eine feste Distanz
zurückgelegt hat, und es wird der augenblickliche Ort
auf dieser Straße ermittelt. Dabei führt die CPU 7 auch
die Laufimpulsunterbrechung nach Fig. 10 aus. Genauer
gesagt, die CPU 7 entscheidet zunächst, ob der augen
blickliche Ort erkannt wird (Schritt S 51). Wenn der
augenblickliche Ort nicht erkannt wird, kann ein Fall
vorliegen, bei dem keine Straße, die dem augenblickli
chen Ort am nächsten liegt, aus den Kartendaten erhält
lich ist. In einem solchen Falle wird das Kennzeichen
"1" zur Unterbrechung der Benutzung der Kartenpeilungen
gesetzt, d. h. es wird die Verwendung von Kartenpeilungen
gesperrt (Schritt S 52), um den Vorgang zu beenden. Wäh
rend dieser Vorgang der Bestimmung des laufenden Orts
ausgeführt wird, entscheidet die CPU 7, ob die Fahrge
schwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeeit S lmt
überschreitet (Schritt S 53). Wenn die Fahrgeschwindig
keit kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit S lmt
ist, dann geht, die CPU 7 zum Schritt S 52 über, während
sie die Verarbeitung abbricht, wenn die Geschwindigkeit
über der vorbestimmten Geschwindigkeit S lmt liegt.
Beim Ermitteln der Zeitgeberunterbrechung prüft die CPU
7, ob das Kennzeichen, das die Verwendung der Kartenpei
lungen sperrt, gleich "1" ist, d. h. ob die Verwendung
von Kartenpeilungen gesperrt ist (Schritt S 54), und wenn
eine Sperrung vorliegt, dann wartet die CPU 7, bis eine
vorbestimmte Zeit verstrichen ist (Schritt S 55). Nach
Verstreichen der vorbestimmten Zeit setzt die CPU 7 das
vorerwähnte Kennzeichen auf "0" und ermöglicht die
Verwendung von Kartenpeilungen (Schritt S 56) und beendet
ebenfalls den Ablauf, ohne irgendeinen weiteren Prozeß
auszuführen, sofern die Verwendung von Kartenpeilungen
erlaubt worden ist.
Bei dem obenbeschriebenen Verfahren zur Ermittlung der
Peilung eines Fahrzeugs ändert sich die Peilung nicht
sehr stark, sofern das Fahrzeug mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit (z. B. 40 km/h) fährt, und mögliche Feh
ler werden während der Kartendatenerzeugung vermindert.
Die Zuverlässigkeit der Peilung, die man aus den Karten
daten erhält, ist beachtlich höher als jene, die man
mittels des Erdmagnetfeldsensors 1 erhält. Wenn der
augenblickliche Fahrzeugort erkannt wird, während das
Fahrzeug mit einer größeren als der vorbestimmten Ge
schwindigkeit fährt, dann wird das Verfahren zur Er
mittlung des gegenwärtigen Orts aus den Kartendaten ver
wendet, und die Peilung, die man mit Hilfe des Erd
magnetfeldsensors 1 erhält, wird nicht verwendet. Die
Peilung des Fahrzeugs kann daher relativ genau ermittelt
werden.
Im Schritt S 55 in Fig. 11 ist es, obgleich eine verstri
chene Zeit überwacht wird, auch möglich, zu beobachten,
ob das Fahrzeug eine vorbestimmte Distanz zurückgelegt
hat.
Bezugnehmend auf das Flußdiagramm nach Fig. 12 wird eine
Fahrzeugpeilungsermittlung, die mit der CPU 7 nach Fig.
1 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung aus
geführt wird, nachfolgend erläutert.
Die Schritte S 20 bis S 22 werden in der gleichen Weise
ausgeführt, wie in Fig. 8A beschrieben. Im Schritt S 22
werden die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors em
pfangen (Schritt S 22), nachdem die Anfangspeilung im
Schritt S 22 angegeben worden ist, und die CPU 7 ent
scheidet, ob die Ausgangsdaten (der schraffierte Be
reich in Fig. 5) innerhalb des Fensters liegen (Schritt
S 24). Wenn die Daten innerhalb des Fensters liegen, dann
berechnet die CPU 7 die Peilung des Fahrzeugs aus den
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors auf der Grund
lage der Gleichungen (1) bis (3) (Schritt S 22). Die so
berechnete Peilung stellt den Schritt S 6 im Flußdiagramm
von Fig. 2 dar, und wird zusammen mit der Karte auf der
Anzeigeeinrichtung 12 angezeigt. Außerdem wird die
Peilung, die man aus den Ausgangsdaten des Winkelge
schwindigkeitssensors erhält, mit jener, die man vom
Erdmagnetfeldsensor 1 erhält, konform gemacht (Schritt
S 26).
Anschließend macht die CPU 7 die Zählung N des Fenster
fehlerzählers zum Zählen der Anzahl, wie oft die Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 aus dem Fenster
fallen, und die Zählung E des Mittenverschiebungs-Ent
scheidungszählers, der die Anzahl zählt, wie oft Mitten
verschiebungen auftreten, zu Null (Schritt S 27) und
kehrt dann zum Schritt S 23 zurück. Die obigen Schritte
werden verwendet, wenn die Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors 1 innerhalb des Fensters bleiben und keine
Störung des Magnetfelds vorliegt.
Wenn die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 außer
halb des Fensters liegen, dann erhöht die CPU 7 die Zäh
lung N des Fensterfehlerzählers um 1 (Schritt S 29), und
ermittelt, ob die Zählung N den maximalen Wert N max er
reicht hat (Schritt S 30). Bis die Zählung N den Maximal
wert N max erreicht, betrachtet die CPU 7 die Ausgangsda
ten des Erdmagnetfeldsensors als fehlerhaft, verwendet
die aus dem vorherigen Wert der Ausgangsdaten des Erd
magnetfeldsensors 1 oder aus dem Mittelwert verschiede
ner vorhergehender Daten erhaltene Peilung (Schritt S 31)
und kehrt zum Schritt S 23 zurück.
Wenn die Zählung N des Fensterfehlerzählers den Maximal
wert N max erreicht, dann erhöht die CPU 7 die Zählung E
des Mittenverschiebungszählers um eins (Schritt S 32) und
prüft, ob die Zählung E den Maximalwert E max erreicht
hat (Schritt S 33). Bis die Zählung den Maximalwert E max
erreicht, setzt die CPU 7 den zu aktivierenden Zeitgeber
auf ein festes Zeitintervall (Schritt S 34), empfängt die
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1, bis die ausge
zählte Zeit im Schritt S 35 vorüber ist (Schritt S 36) und
berechnet die Peilung auf der Grundlage der empfangenen
Daten (Schritt S 37). Das heißt, wenn die Ausgangsdaten
des Erdmagnetfeldsensors 1 für eine feste Zeitdauer
nicht im Fenster liegen, dann verzichtet die CPU 7
vorübergehend für ein festes Zeitintervall darauf, den
Fehler zu verarbeiten. Zu diesem Zweck ist die CPU 7 in
der Lage, einem Fall Rechnung zu tragen, in welchem
Daten außerhalb des Standards durch schnelle Lenkrad
drehung erzeugt worden sind.
Weil, wie oben ausgeführt, die Zuverlässigkeit der
Peilung, die man von den Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors 1 erhält, außerhalb des Fensters unbrauch
bar ist, wird die Peilung, die man mittels der Ausgangs
daten des Winkelgeschwindigkeitssensors erhält, be
lassen wie sie ist.
Wenn die Zählung E des Mittenverschiebungszählers den
Maximalwert E max erreicht, dann entscheidet die CPU 7,
daß das Zentrum (Mitte) verschoben worden ist, korri
giert das so verschobene Zentrum unter Verwendung an
derer Daten (Schritt S 38), vermindert die Zählung N
des Fensterfehlerzählers und die Zählung E des Mitten
verschiebungszählers auf 0 (Schritt S 39) und kehrt dann
zum Schritt S 23 zurück. Wenn das Fahrzeug beispiels
weise einen Bahnübergang überquert, dann kann der Fahr
zeugkörper durch ein starkes, dort vorhandenes Magnet
feld leicht magnetisiert werden. Dementsprechend kann
die Gleichstromkomponente der Ausgangsdaten des Erd
magnetfeldsensors 1 stark beeinflußt sein, was eine
Verschiebung des Zentrums zur Folge hat, wie in Fig. 9
gezeigt. Die CPU 7 ist dann anschließend nicht in der
Lage, eine genaue Peilung zu liefern.
Im Falle, daß der magnetisierte Fahrzeugkörper die Ver
schiebung des Zentrumswerts hervorruft, können die Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 nicht in dem Fen
ster liegen, und durch Zählung der Anzahl wie oft die
Ausgangsdaten innerhalb einer bestimmten Zeit außerhalb
des Fensters liegen, ist die CPU 7 in der Lage, das Auf
treten der obigen Situation zu ermitteln. Wenn eine
solche Situation auftritt, dann ändert sich nur der Ur
sprung der Koordinatenachsen der Kreisgleichungen, ob
gleich die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 eine
Gleichstromkomponente enthalten. Der Radius r ändert
sich nicht (es sei denn, die Stärke des Erdmagnetfelds
ändert sich). Daher können andere Datenarten verwendet
werden, um den Koordinatenursprung zu erhalten und so
mit das verschobene Zentrum zu korrigieren.
Beim Korrigieren des verschobenen Zentrums kann die
Gleichung (5) verwendet werden, um den gegenwärtigen
Zentrumswert U₀, V₀ zu erhalten, wie im Falle der ersten
Ausführungsform, um den Winkel R zu erhalten.
Es wird nun ein drittes Verfahren zur Ermittlung der
Peilung eines Fahrzeugs unter Bezugnahme auf Fig. 13
zusammen mit den Fig. 10 und 11 erläutert.
Gemäß dem Hauptprogramm entscheidet die CPU 7, ob die
Peilung, die aus den auf dem Aufzeichnungsträger 10
gespeicherten Kartendaten für die Entscheidung
verwendbar ist, ob ein Kennzeichen (wie später
beschrieben) zur Verhinderung der Verwendung von
Kartenpeilungen auf "0" gesetzt ist (Schritt S 11). Die
CPU 7 entscheidet, ob Kartenpeilung verwendbar ist, nach
einem unten beschriebenen Verfahren. Wenn die CPU 7
entscheidet, daß eine Verwendung unmöglich ist, dann
erhält sie den laufenden Fahrzeugort durch Integrierung
der Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors 2
über der Zeit (Schritt S 12). Wenn die CPU 7 entscheidet,
daß Kartenpeilung nicht anwendbar ist, dann erhält sie
Peildaten aus den Kartendaten entsprechend der Straße,
auf der das Fahrzeug fährt (Schritt S 13) und durch
Ersatz der Peildaten, die mittels des Winkelgeschwin
digkeitssensors 2 erhalten wurden, durch die obigen
Peildaten paßt sie die mit dem Winkelgeschwindigkeits
sensor 2 erzielte Peilung an die aus den Kartendaten
erhaltene Peilung an (Schritt S 14).
Die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, wird durch eine
Serie von Liniensegmenten ausgedrückt, die zwei Punkte
miteinander verbinden, wobei jeder Punkt auf dem Auf
zeichnungsträger in Form eines numerischen Wertes als
Kartendaten gespeichert ist, und die Peilung des Fahr
zeugs kann daraus durch Berechnung der Neigung der
Segmente erhalten werden.
Bei der Bestimmung des augenblicklichen Fahrzeugorts
wählt die CPU 7 die Straße, die dem augenblicklichen 0rt
am nächsten ist, aus den Kartendaten jedesmal dann aus,
wenn das Fahrzeug eine feste Distanz zurückgelegt hat.
Zu diesem Zeitpunkt führt die CPU 7 gleichzeitig die
Laufimpulsunterbrechung aus, wie in Fig. 10 gezeigt.
Darüberhinaus führt die CPU 7 auch die Zeitgeberunter
brechung aus, wie in Fig. 11 dargestellt ist.
Genauer gesagt, weil jedes Segment auf der Karte in dem
Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs li
near approximiert beurteilt wird, während das Fahrzeug
mit einer höheren als der vorbestimmten Geschwindigkeit
(z.B. 40 km/h) fährt, ohne Rücksicht auf die Fahrzeug
peilung, werden bei der Kartendigitalisierung kaum Feh
ler erzeugt. Die Zuverlässigkeit der Peilung, die man
aus den Kartendaten erhält, ist größer als die, die man
mit dem Winkelgeschwindigkeitssensor 2 erhält, so daß
die Peilung, die der Winkelgeschwindigkeitssensor lie
fert, korrigiert wird, indem die aus den Ausgangsdaten
des Winkelgeschwindigkeitssensors erhaltene Peilung auf
jene gebracht wird, die man mit Hilfe der Kartendaten
erhält. Die Zuverlässigkeit der Peilung, die man mit dem
Winkelgeschwindigkeitssensor 2 erhält, kann daher ge
steigert werden.
Bezugnehmend auf ein Flußdiagramm nach Fig. 14 wird nun
ein Fahrzeugpeilverfahren beschrieben, das mit der CPU 7
nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausge
führt wird.
Die CPU 7 entscheidet zunächst, ob sich das Fahrzeug im
Stillstand befindet (Schritt 20). Wenn sich das Fahrzeug
nicht im Stillstand befindet, dann bleibt die Entschei
dung der CPU 7 unverändert, bis sie ermittelt, daß das
Fahrzeug angehalten hat. Wenn die CPU 7 ermittelt, daß
sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, dann setzt sie
einen Datenzähler I und ein Register S d zur Erzielung
der Datensumme auf 0 (Schritt S 21) und überwacht an
schließend die Bewegung des Fahrzeugs (Schritt S 22).
Wenn sich in diesem Fall das Fahrzeug in Bewegung setzt,
bevor eine vorbestimmte Anzahl von Daten (entsprechend
dem Maximalwert I max , wie unten beschrieben) verfügbar
ist, unterbricht die CPU 7 den Ablauf.
Wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, empfängt
die CPU 7 die Ausgangsdaten d g des
Winkelgeschwindigkeitssensors 2 (Schritt S 23) und
addiert die Daten d g zum Summenregister S g , um den Mit
telwert zu erhalten (Schritt S 24). Der Grund für die Er
mittlung des Mittelwertes der Ausgangsdaten d g des
Winkelgeschwindigkeitssensors besteht darin, zu verhin
dern, daß Schwingungen des Fahrzeugs und Fehler, die aus
der A/D-Wandlung resultieren, die Daten negativ beein
flussen. Die CPU 7 erhöht dann die Zählung des Datenzäh
lers I um eins (Schritt S 25), und prüft, ob die Zählung
I den Maximalwert I max erreicht hat (Schritt S 26). Wenn
die Zählung den Maximalwert I max nicht erreicht hat,
kehrt die CPU 7 zum Schritt S 22 zurück und wiederholt
den Vorgang. Wenn die Zählung den Maximalwert I max er
reicht, dann erhält die CPU 7 den Mittelwert durch Tei
len der Summe S d der Daten durch den Maximalwert I max
und setzt den Mittelwert als den Zentrumswert G dc des
Sensorausgangs (Schritt S 27). Die CPU 7 ermittelt, ob
der Zentrumswert G dc gleich dem vorangehenden Wert von
G dc ist (Schritt S 28), und unternimmt nichts weiter,
wenn die zwei Werte übereinstimmen. Wenn die zwei Werte
voneinander abweichen, dann ersetzt die CPU 7 die mit
tels des Winkelgeschwindigkeitssensors 2 erhaltene Pei
lung durch Berechnung durch beispielsweise die Peilung,
die man mittels des Erdmagnetfeldsensors 1 oder der Kar
tendaten erhält, um dadurch die gewünschten Daten an die
anzupassen, die man mit dem Winkelgeschwindigkeitsensor
2 erhält (Schritt S 29).
Im Falle einer Drift der Peilungsdaten, die man mit dem
Winkelgeschwindigkeitssensor erhält, können diese Pei
lungsdaten durch eine Serie der obengenannten Operatio
nen korrigiert werden, und die Zuverlässigkeit der Pei
lung, die man mittels des Winkelgeschwindigkeitssensors
2 erhält, wird auf diese Weise verbessert.
Unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 15 und
16 werden nun die Schritte beschrieben, die von der CPU
7 bei der Verarbeitung von Daten vom Erdmagnetfeldsensor
gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung aus
geführt werden.
Die CPU 7 ermöglicht den Unterbrechungsvorgang nach Fig.
6 jedesmal, nachdem eine Einheitdistanz oder -zeit von
dem Fahrzeug zurückgelegt worden ist. Das heißt, die CPU
7 empfängt die Ausgangsdaten U, V des Erdmagnetfeldsen
sors 1 und die Ausgangsdaten G des Winkelgeschwindig
keitssensors 2, sichert diese an einer bezeichneten
Stelle im Speicher RAM 9, aktualisiert den Zeiger und
den Zähler (Schritt S 20) und entscheidet dann, ob die
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 im Fenster
liegen (Schritt S 21). Wenn die Ausgangsdaten im Fenster
liegen, berechnet die CPU 7 die Peilung des Fahrzeugs
unter Verwendung der Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1 in übereinstimmung mit den Gleichungen (1) bis
(3) (Schritt S 22). Die so berechnete Peilung wird zu
sammen mit der verwendeten Karte auf der Anzeigeein
richtung im Schritt S 6 dargestellt, wobei das Verfahren
nach dem Flußdiagramm der Fig. 2 verwendet wird. Sofern
die Peilungsdaten, die man mit dem Erdmagnetfeldsensor
erhält, im Fenster liegen, hält die CPU 7 diese Daten
für zuverlässig und gleicht die Peilung, die man mit
tels der Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors
erhält, an jene an, die man aus den Ausgangsdaten des
Erdmagnetfeldsensors 1 erhält (Schritt S 23). Die Pei
lung mittels des Winkelgschwindigkeitssensors 2 kann
daher stets ebenso zuverlässig gemacht werden wie jene,
die man mit dem Erdmagnetfeldsensor ausführt. Wenn an
dererseits die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1
außerhalb des Fensters liegen, dann verwendet die CPU 7
die zuvor erhaltenen Peilungen oder jene, die man aus
Ausgangsdaten eines Hilfspeilungssensors des Winkelge
schwindigkeitssensors 2 erhält (Schritt S 24).
Fig. 16 zeigt eine Routine zur Prüfung der Korrelation
zwischen den Daten des Erdmagnetfeldsensors 1 und des
Winkelgeschwindigkeitssensors 2 und zum Korrigieren der
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1. Diese Routine
wird in festen Zeit- oder Distanzintervallen aufgerufen
und ausgeführt.
Die CPU 7 prüft zunächst, ob das Fahrzeug von einer
zuvor geprüften Stelle ausgehend eine Einheitsdistanz
zurückgelegt hat, d. h. ob Daten zur Verwendung der
Entfernungsbestimmung verfügbar sind (Schritt S 30).
Wenn ermittelt wird, daß diese Daten zur Verfügung
stehen, berechnet die CPU 7 die Daten zur Prüfung un
ter Verwendung von Rohdaten U, V und G vom
Erdmagnetfeldsensor 1 und vom Winkelgeschwindigkeits
sensor 2 (Schritt S 31). Bei dieser Berechnung werden die
Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors 2 in Ko
ordinaten X, Y in den folgenden Gleichungen umgewandelt,
indem die Zentrumswerte U₀, V₀ der Ausgangsdaten des
Erdmagnetfeldsensors und der Radius r des Kreises ver
wendet werden:
G x = r · cos (G) + V₀
G y = r · sin (G) + U₀
G y = r · sin (G) + U₀
Dementsprechend werden die Ausgangsdaten des Winkel
geschwindigkeitssensors in die Koordinaten der Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1 umgewandelt.
Unter normalen Umständen ist U=G y , V=G x . Wenn der
Fahrzeugkörper magnetisiert ist, dann sind die Ausgangs
daten des Erdmagnetfeldsensors 1 auf dem Umfang des
Kreises mit dem Radius r gestört, wobei der Kreis in
horizontaler Richtung durch einen Magnetisierungsvek
tor verschoben ist, wie in Fig. 17 gezeigt. Aus diesem
Grunde würde eine gewöhnliche Datenverarbeitung zur Be
rechnung einer falschen Peilung führen.
Im nächsten Schritt S 32 werden daher die Abweichung σ u
der Verschiebung X d (i)=V(i)-G x (i) in Richtung der
X-Achse und der Mittelwert X dm in Bezug auf die Daten
von vorbestimmten n-Probensätzen ermittelt. Die CPU 7
vergleicht dann die Standardabweichung σ u mit einem
voreingestellten Wert σ th (Schritt S 33), und wenn die
Daten innerhalb des Bereiches des voreingestellten Wer
tes σ th liegen, dann prüft die CPU 7, ob ein neu ge
schätzter Wert V 0n von V₀, den man durch Berechnung der
Gleichung V 0n =V 0+V dm erhält, innerhalb des
eingestellten Bereiches liegt (Schritt S 34). Dieser Be
reich ist so eingestellt, daß eine Wirkung der Magneti
sierung nicht vorhanden ist.
Wenn die CPU 7 ermittelt, daß die Daten innerhalb des
eingestellten Bereiches im Schritt S 34 liegen, dann
geht sie zum Schritt S 35 über. Im Schritt S 35 werden
die Standardabweichung σ v der Verschiebung Y d (i)=U(i)-G y (i) in Richtung der Y-Achse und der Mittelwert Y dm
erhalten. Die CPU 7 vergleicht dann die Standardab
weichung σ v mit dem voreingestellten Wert σ th (Schritt
S 36) und wenn die Daten innerhalb des Bereiches des
voreingestellten Wertes σ th liegen, dann prüft sie, ob
ein neu geschätzter Wert U 0n von U 0, den man durch
Ausreichung der Gleichung U 0n =U 0+Y dm erhält,
innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt (Schritt
S 37).
Wenn die CPU 7 feststellt, daß die Daten innerhalb des
eingestellten Bereiches im Schritt S 37 liegen, dann
prüft sie weiterhin, ob die Mittelwerte X dm und Y dm
innerhalb des eingestellten Fensters liegen (Schritt
S 38). Wenn sie in jenem Fenster liegen, dann ermittelt
die CPU 7, daß das Magnetfeld vorübergehend gestört
worden ist, weil die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1 leicht verschoben sind und sie ändert die
Zentrumswerte U₀, V₀ nicht. Wenn sie außerhalb des
Fensters liegen, dann verändert die CPU 7 die Zen
trumswerte U₀, V₀ auf die eschätzten Werte U 0n , V 0n
(Schritt S 39). Anschließend werden die aktualisier
ten Werte U₀, V₀ zur Berechnung der Peilung des Fahr
zeugs verwendet.
Da die vorgenannten Berechnungen zufriedenstellend aus
geführt werden, kann eine genaue Korrektur durchgeführt
werden, indem die CPU 7 beurteilt, ob die Daten zuver
lässig sind, wenn das Fahrzeug eine scharfe Kurve fährt
oder sogar, wenn die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsen
sors 1 vorübergehend durch ein anderes Fahrzeug gestört
werden, das in der entgegengesetzten Richtung fährt.
Bezugnehmend auf das Flußdiagramm nach Fig. 18 wird eine
weitere Verfahrensweise beschrieben, die die CPU 7 zur
Verarbeitung von Daten des Winkelgeschwindigkeitssensors
gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ausführt.
Die CPU 7 prüft zunächst, ob sich das Fahrzeug im Still
stand befindet (Schritt S 20). Wenn das Fahrzeug nicht im
Stillstand ist, dann ändert die CPU 7 die Entscheidung
nicht, bis dasFahrzeug tatsächlich angehalten worden
ist. Wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet,
führt die CPU 7 die Peilung, die man mit dem
Winkelgeschwindigkeitssensor erhält, auf Null zurück und
setzt einen Korrekturkoeffizienten α für den Winkelge
schwindigkeitssensor 2 auf einen Anfangswert (α=1,0)
(Schritt S 21). Dadurch verhindert die CPU 7, daß
Peilungsdaten, die man mit dem Winkelgeschwindigkeits
sensor 2 erhält, durch den Korrekturkoeffizienten α be
einflußt werden. Anschließend werden die Ausgangsdaten
des Erdmagnetfeldsensors 1 im Speicher RAM 9 vorge
speichert (Schritt S 22). Da der Einfluß des magnetisier
ten Fahrzeugkörpers durch einmaliges Drehen des Fahr
zeugs beseitigt wird, um Eine-Umdrehung-Korrekturdaten
für die genaue Ermittlung der Fahrzeugpeilung verfügbar
zu machen, wartet die CPU 7 bis zum Abschluß dieser
Eine-Umdrehung-Korrektur (Schritt S 23). Wie oben
erläutet, wird eine solche Eine-Umdrehung-Korrektur
in der Weise ausgeführt, wie in der JP-OS 28 208/82
beschrieben.
Nach dem Abschluß der Eine-Umdrehung-Korrektur werden die
beim Abschluß erhaltenen Ausgangsdaten im Speicher RAM 9
gespeichert (Schritt S 24). Zu diesem Zeitpunkt sperrt
die CPU 7 die Berechnung der Peilung aus den Daten des
Winkelgeschwindigkeitssensors 2 in der Routine nach Fig.
3 und bewirkt, daß der Speicher RAM 9 den Drehwinkel
speichert, den man während der Peilungsberechnung er
hält (Schritt S 25).
Die CUP 7 verwendet dann die Koordinaten U₀, V₀ des
Zentrums Q des Kreises II von Fig. 4, die man aus der
Eine-Umdrehung-Korrektur erhalten hat, und ermittelt die
Peilung des Fahrzeugs gleich am Anfang seine Bewegung
aus den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors 1, die zu
Beginn im Schritt S 22 gespeichert worden sind. Die CPU 7
ermittelt weiterhin die Peilung des Fahrzeugs am Ende
seiner Bewegung aus den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors 1, die am Ende im Schritt S 27 gespeichert worden
sind, und berechnet den Drehwinkel R 1 des Fahrzeugs
während der Eine-Umdrehung-Korrektur auf der Grundlage
beider Peilungen (im Schritt S 26). Die CPU 7 ermittelt
das Verhältnis (R 1/R 2), d. h. das Verhältnis des Drehwin
kels R 2, der mit dem Winkelgeschwindigkeitssensor ermit
telt worden ist, zum Drehwinkel R 1, der mit dem
Erdmagnetfeldsensor 1 ermittelt worden ist, und die
beide im Schritt S 25 gespeichert worden sind, und stellt
das Ergebnis dieses Vergleichs als neuen Korrekturkoefi
zienten α für den Winkelgeschwindigkeitssensor 2 ein
(Schritt S 27).
Anschließend verwendet die CPU 7 den Korrekturkoeffi
zienten α, wenn die die Peilung aus den Ausgangsdaten
des Winkelgeschwindigkeitsensors 2 im Schritt S 12 von
Fig. 3 berechnet, um die Drift zu korrigieren,die von
den Eigenschaften der elektrischen Schaltung herrühren,
wodurch eine genaue Ermittlung der Peilung unter Verwen
dung des Winkelgeschwindigkeitssensors 2 erzielt wird.
Wie oben erwähnt, ist das Verfahren zur Ermittlung der
Peilung eines Fahrzeugs nach der vorliegenden Erfindung
durch eine Reihe von Schritten gekennzeichnet, bei denen
die Peilung aus Kartendaten verwendet wird, vorausge
setzt, daß ein Verfahren zum Erkennen des gegenwärtigen
Fahrzeugorts auf der Grundlage von Kartendaten ausge
führt worden ist, wenn das Fahrzeug mit einer vorbe
stimmten Geschwindigkeit fährt, wobei die Ausgangsdaten
des Erdmagnetfeldsensors nicht verwendet werden. Es ist
demnach möglich, die Peilung des Fahrzeugs genau auf der
Grundlage zuverlässiger Peildaten jederzeit zu ermit
teln.
Das Verfahren zum Ermitteln der Peilung eines Fahrzeugs
gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin dadurch
gekennzeichnet, daß ein Bereich eingestellt wird, der
eine Schwankung der Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsen
sors erlaubt, insofern diese innerhalb jenes Bereiches
liegen, die die an die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeld
sensors erhaltene Peilung an jene, die mit dem
Winkelgeschwindigkeitssensor erzielt wurde, angleicht,
um dadurch die mit dem Winkelgeschwindigkeitssensor er
zielte Peilung zu korrigieren. Dementsprechend kann die
Peilung des Fahrzeugs genau ermittelt werden, da die
Drift, die aus der Peilungsberechnung resultiert, durch
die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors zur Ermitt
lung der absoluten Peilung beseitigt wird.
Die Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs nach der Er
findung vollzieht sich ferner dadurch, daß die Peilung,
die man mit den Ausgangsdaten des
Winkelgeschwindigkeitssensors erzielt, an die Peilung
angepaßt wird, die man aus Kartendaten erhält, sofern
der augenblickliche Fahrzeugort auf der Basis von Kar
tendaten ermittelt worden ist, während das Fahrzeug mit
einer höheren als einer vorbestimmten Geschwindigkeit
fährt. Die Peilung des Fahrzeugs kann daher genau ermit
telt werden, da die Drift, die aus der Peilungsberech
nung durch den Winkelgeschwindigkeitssensor resultiert,
beseitigt wird.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung von der Tatsache Ge
brauch gemacht, daß die Peilung des Fahrzeugs sich nicht
ändert, wenn das Fahrzeug stillsteht, wobei die Drift,
die aus der Peilungsberechnung resultiert mit Hilfe des
Zentrumswertes G dc des Winkelgeschwindigkeitssensors im
Stillstand des Fahrzeugs minimiert wird und die Peilung
auf die Absolutdaten gebracht wird (d.h. auf jene, die
man aus den Ausgangsdaten des Erdmagneetfeldsensors oder
aus den Kartendaten erhält), indem die Peilung ignoriert
wird, die man mit dem Winkelgeschwindigkeitssensor er
hält, wenn der Zentrumswert G dc sich verschiebt, um die
Drift zu unterdrücken, die aus der Peilungsberechnung
resultiert.
Es ist weiter zu erwähnen, daß die Peilung auch in der
Weise ausgeführt werden kann, daß die Ausgangsdaten so
wohl des Erdmagnetfeldsensors als auch eines Hilfspei
lungssensors kontinuierlich abgefragt werden, die Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors entsprechend den
Ausgangsdaten des Hilfspeilungssensors korrigiert wer
den, wenn ein bedeutsamer Unterschied zwischen den Daten
beobachtet wird, und daß zuverlässige Peildaten frei vom
Anschluß durch Störungen erhalten werden, selbst wenn
der Fahrzeugkörper magnetisiert ist. Dementsprechend
kann die Fahrzeugpeilung genau ermittelt und eine genaue
Navigation durchgeführt werden.
Schließlich wird von der Erfindung noch ein Verfahren
angegeben, gemäß welchem von einer
Eine-Umdrehung-Korrektur des Erdmagnetfeldsensors Ge
brauch gemacht wird, um einen zuverlässigen Korrektur
koeffizienten für die Peilung mittels des
Winkelgeschwindigkeitssensors zu erhalten und die Drift
zu minimieren, die aus der Peilungsberechnung resul
tiert, wobei gleichzeitig auch eine Korrektur von Daten
vom Erdmagnetfeldsensor erfolgt. Es ist daher möglich,
die Peilungen fortlaufend genau zu ermitteln.
Claims (16)
1. Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs,
das mit einem Erdmagnetfeldsensor ausgerüstet ist, um
Fahrzeugpeildaten entsprechend dem magnetischen Erdfeld
auf der Grundlage von Ausgangsdaten dieses Sensors zu
erzeugen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Pei
lung, die man aus Landkartendaten erhält, wenn ein Ver
fahren zur Erkennung des gegenwärtigen Fahrzeugorts auf
der Grundlage der Kartendaten ausgeführt worden ist,
wenn das Fahrzeug mit einer höheren als einer vorbe
stimmten Geschwindigkeit fährt, und durch die Nichtbe
achtung von Ausgangsdaten vom Erdmagnetfeldsensor in
diesem Betriebsfall.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Schritte: Sperren der Verwendung der Peilung, die man
aus den Kartendaten erhält, für eine vorbestimmte Zeit
dauer und eine vorbestimmte Distanz, die von dem Fahr
zeug zurückgelegt worden ist, während der Ermittlung des
gegenwärtigen Fahrzeugorts, und Verwendung der Peilung
aus den Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors für die
genannte Zeitdauer und Distanz, die von dem Fahrzeug zu
rückgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet
durch die Schritte: Sperren der Verwendung der Peilung,
die aus den Kartendaten erhalten wird, für eine vorbe
stimmte Zeitdauer und eine vorbestimmte Distanz, die von
dem Fahrzeug zurückgelegt wird, während das Fahrzeug mit
einer niedrigeren als der vorbestimmten Geschwindigkeit
fährt, und Verwendung der Peilung, die man aus den Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors erhält, für die ge
nannte vorbestimmte Zeitdauer und Distanz, die von dem
Fahrzeug zurückgelegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet
durch die Schritte: Einstellen eines zulässigen Schwan
kungsbereiches für die Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors, überwachen der Differenz zwischen der
Peilung, die man aus den Ausgangsdaten des Erdmagnet
feldsensors erhält und jener Daten, die man aus den
Landkartendaten erhält, und Verwenden der aus den Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors ermittelten Pei
lung, wenn die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors
innerhalb des genannten zulässigen Bereiches liegen.
5. Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs,
das mit einem Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermitt
lung der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspre
chend den Ausgangsdaten des
Winkelgeschwindigkeitssensors versehen ist, wobei das
Fahrzeug weiterhin mit einem Erdmagnetfeldsensor verse
hen ist, um Peildaten des Fahrzeugs auf der Grundlage
des magnetischen Erdfeldes zu ermitteln, gekennzeichnet
durch die Schritte: Einstellen eines zulässigen Schwan
kungsbereiches der Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsen
sors, und Anpassen der Peilung, die man mit dem
Winkelgeschwindigkeitssensor ermittelt, an die mit dem
Erdmagnetfeldsensor ermittelte Peilung, wenn die Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors innerhalb des ge
nannten zulässigen Bereiches liegen.
6. Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs,
das mit einem Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermitt
lung der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspre
chend den Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssen
sors versehen ist, gekennzeichnet durch folgende
Schritte: die Peilung, die mit den Ausgangsdaten des
Winkelgeschwindigkeitssensors erzielt wird, wird mit
jenen in Übereinstimmung gebracht, die man aus Land
kartendaten erhält, wenn ein Verfahren zum Erkennen des
gegenwärtigen Fahrzeugortes auf der Grundlage der Kar
tendaten ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug mit einer
Geschwindigkeit fährt, die größer als eine vorbestimm
te Geschwindigkeit ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die
Schritte: Verhindern, daß die Peilung, die man aus den
Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors erhält,
mit jenen in Übereinstimmung gebracht wird, die man aus
den Kartendaten erhält, nur für ein vorbestimmtes Zeit
und Distanzintervall, das von dem Fahrzeug zurückgelegt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet
durch die Schritte: die Peilung, die aus den Ausgangs
daten des Winkelgeschwindigkeitssensors erhalten wird,
wird dagegen gesperrt, mit jener in Übereinstimmung
gebracht zu werden, die man aus den Kartendaten erhält,
für eine vorbestimmte Zeitdauer und Distanz, die von
dem Fahrzeug zurückgelegt wird, wenn das Fahrzeug mit
einer Geschwindigkeit fährt, die niedriger als die
vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
9. Verfahren zur Ermittlung der Peilung eines Fahrzeugs,
das mit einem Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermitt
lung der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspre
chend den Ausgangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssen
sors versehen ist, gekennzeichnet durch die Schritte:
Überwachen der Ausgangsdaten des Winkelgeschwindig
keitssensors im Stillstand des Fahrzeugs und Verarbei
ten der Peilung, die aus den Ausgangsdaten des Winkel
geschwindigkeitssensors erzielt worden ist, in Über
einstimmung mit einer vorbestimmten Prozedur, wenn eine
Drift der Ausgangsdaten auftritt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Prozedur umfaßt: die aus den Aus
gangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors erhalte
ne Peilung wird mit jener in Übereinstimmung gebracht,
die man aus den Ausgangsdaten eines Erdmagnetfeld
sensors erhält.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die vorbestimmte Prozedur umfaßt: die aus den Aus
gangsdaten des Winkelgeschwindigkeitssensors ermittelte
Peilung wird in Übereinstimmung mit einer solchen Pei
lung gebracht, die man aus Landkartendaten erhält.
12. Verfahren zum Verarbeiten von Daten, die von einem
Erdmagnetfeldsensor geliefert werden, der an einem Fahr
zeug montiert ist, das mit einem
Fahrzeugnavigationssystem ausgerüstet ist, gekennzeich
net durch einen Hilfspeilungssensor zur Ermittlung einer
Richtung, in der das Fahrzeug fährt, durch Ab
tasten der Ausgangsdaten beider Sensoren jeweils einmal
innerhalb einer Einheitsdistanz und Einheitszeit, die
von dem Fahrzeug zurückgelegt wird, und Korrigieren der
Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors in Übereinstim
mung mit den Ausgangsdaten des Hilfspeilungssensors,
wenn ein bedeutender Unterschied zwischen den Daten
festgestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hilfspeilungssensor ein Winkelgeschwindigkeits
sensor zur Ermittlung der Winkelgeschwindigkeit des
Fahrzeugs ist.
14. Verfahren zum Verarbeiten von Daten, die von einem
Winkelgeschwindigkeitssensor geliefert werden, in einem
Fahrzeugnavigationssystem, gekennzeichnet durch einen
Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Winkel
geschwindigkeit eines Fahrzeugs und einen Erdmagnetfeld
sensor zur Erzeugung von Peilungsdaten des Fahrzeugs auf
der Grundlage des Erdmagnetismus, wobei das
Fahrzeugnavigationssystem dazu verwendet wird, die Pei
lung des Fahrzeugs aus den Ausgangsdaten des
Winkelgeschwindigkeitssensors und des Erdmagnetfeldsen
sors zu ermitteln, wobei eine Drehung des Fahrzeugs er
mittelt wird, der Winkel der Drehung aus den Ausgangs
daten des Winkelgeschwindigkeitssensors und aus den Aus
gangsdaten des Erdmagnetfeldsensors berechnet wird, und
das Verhältnis des ersten zum zweiten berechneten
Winkel ermittelt und als Korrekturkoeffizient für den
Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors für die
Prüfung verwendet werden, ob das Fahrzeug sich dreht.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangsdaten des Erdmagnetfeldsensors in Bezug
auf eine volle Umdrehung des Fahrzeugs simultan mit dem
Drehen des Fahrzeugs korrigiert werden.
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