确定机动车绝对位置的方法和装置，定位系统，机动车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定机动车(1)在全球坐标系(2)中的绝对位置的方法，其中借助于基于卫星的导航系统(4)检测第一位置，其中借助于至少一个惯性传感器(5)和其测量值的积分计算第二位置，并且其中，取决于第一位置和第二位置，借助于融合滤波器测定出机动车(1)的绝对位置。在此提出，根据最后检测到的第一位置与相关的第二位置的比较来确定当前确定的第二位置的误差，并且在确定当前的第二位置时将其考虑在内。

Method and device for determining absolute position of motor vehicle, positioning system, motor vehicle

The invention relates to a method for determining the absolute position of a motor vehicle (1) in a global coordinate system (2), in which the first position is detected by means of a satellite-based navigation system (4), in which the second position is calculated by means of at least one inertial sensor (5) and integration of its measured value, and in which the motor vehicle is determined by means of a fusion filter, depending on the first position and the second position.\uff08 1) Absolute position. It is proposed here that the error of the currently determined second position is determined by comparing the last detected first position with the relevant second position, and it is taken into account when determining the current second position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定机动车绝对位置的方法和装置，定位系统，机动车
本专利技术涉及一种用于在全球坐标系中确定机动车的绝对位置的方法，其中借助于基于卫星的导航系统检测第一位置，其中借助于至少一个惯性传感器和其测量值的积分计算第二位置，并且其中，取决于第一位置和第二位置，借助于融合滤波器测定出机动车的绝对位置。此外，本专利技术涉及一种用于执行该方法的装置，一种定位系统，该定位系统具有这种类型的装置，以及一种机动车，该机动车具有这种类型的定位系统。
技术介绍
为了确定机动车的绝对位置，已知通过两个不同的系统来确定该绝对位置。一方面使用基于卫星的导航系统来确定机动车在全球坐标系中的位置。然而，因为基于卫星的导航系统不能始终提供可靠的数据，例如当机动车处于隧道中时，还已知的是评估至少一个惯性传感器的测量值，以便根据惯性传感器检测到的机动车的运动来计算出机动车的当前位置。已知的是，通过这两个系统检测到的位置由融合滤波器彼此比较或计算，以便确定机动车的绝对位置。在此，可能会发生绝对位置意外跳跃。这是由于在取决于惯性传感器的测量值计算第二位置时由于测量误差的原因，计算出的第二位置不必对应于实际位置。在此，测量误差会叠加，这导致第二位置偏离绝对位置越来越远。一旦可以再次检测到第一位置，绝对位置就跳到导航系统检测到的第一位置。由此，一方面可能导致对驾驶员的误导，并且另一方面导致机动车中根据机动车绝对位置工作的辅助系统出现问题。
技术实现思路
具有权利要求1的特征的本专利技术方法具有以下优点，即确定机动车的无跳跃的绝对位置或者无跳跃的信号值，其中实现机动车的第二位置的无跳跃、连续且有限的计算。根据本专利技术，这由此实现，即根据最后检测到的第一位置与相关的第二位置的比较来确定当前确定的第二位置的误差，并且在确定当前的第二位置时考虑该误差。因此，由最后检测到的误差出发，校正或补偿当前的第二位置的确定，从而减小或消除总误差，并且减小或防止绝对位置跳跃的风险。根据本专利技术的一个优选设计方案提出，最后检测的第一位置和相关的第二位置之间的差被确定为误差。由此，以简单的方式测定误差并且对正确的第二位置的估计进行优化。此外，优选地提出，将在与最后检测到的第一位置相同的时间点测定的第二位置选择为相关的第二位置。这确保了误差保持尽可能小并且将正确的值相互比较以便优化绝对位置的确定并尤其防止跳跃。根据本专利技术的一个优选设计方案提出，卡尔曼滤波器用作融合滤波器。卡尔曼滤波器基本上是已知的并且允许检测到的位置和计算的位置的适当合并。此外，优选地提出，为了进行积分而使用连续可微模积分器。所谓的“连续可微模积分器(CDMI)”允许通过积分进行估计，同时考虑导致始终可导出信号的某些规范，使用户可以决定在哪个时间点在信号或位置中允许跳跃，何时不允许跳跃。尤其提出，确定第二位置的估计值并通过可预设的值域对该估计值加以限制。通过该限制，一方面实现输出信号保持可积分，另一方面，输出值受限并且不能逃逸。根据本专利技术的一个优选的设计方案提出，为了执行该方法而使用捷联算法。通过该算法能够以有利的方式实现所描述的方法。具有权利要求8的特征的根据本专利技术的装置的特征在于一专门设置的控制设备，该控制设备在常规使用时执行根据本专利技术的方法。一种具有根据权利要求9的特征的根据本专利技术的定位系统具有用于确定第一位置的至少一个基于卫星的导航系统和用于确定机动车的第二位置的至少一个惰性传感器，该定位系统的特征在于用于确定绝对位置的根据本专利技术的装置。一种具有权利要求10的特征的根据本专利技术的机动车的特征在于根据本专利技术的定位系统。另外的优点和优选特征以及特征组合尤其由之前的描述和权利要求得出。附图说明在下文中，将参考附图更详细地解释本专利技术。图中示出：图1以简化图示出了机动车，图2示出了用于确定机动车的绝对位置的方法，图3示出了连续可微模积分器的简化图，以及图4示出了以简化图示出了执行该方法的程序。具体实施方式图1在简化图中示出了机动车1，其在全球坐标系2中移动。为了确定机动车1在全球坐标系2中的绝对位置，该机动车具有定位系统3，该定位系统具有基于卫星的导航系统4以及一个或多个惯性传感器5。通过基于卫星的导航系统4测量机动车1在全球坐标系中的当前第一位置。然而，因为借助于导航系统4不能在任何时间点测量位置，所以附加地借助于至少一个惯性传感器5计算机动车的当前第二位置。通过所谓的捷联算法，特别地通过惯性传感器5的测量数据的多次积分，特别是加速度和旋转率的多次积分来计算第二位置。积分导致第二个位置是可导出的。这对于调节功能很重要，因此输出信号中不会出现跳跃，该跳跃很容易导致调节不稳定。然而，由于不正确的传播和积分而在惯性数据的评估中出现的较小的测量误差或者错误导致在第二位置的计算时总是更大的误差。通过导航系统4进行的GNSS(全球导航卫星系统)测量可以限制这些误差。但是，这些测量并不总是存在。例如，如果机动车1行驶通过隧道，则导航信号可能不可用并且GNSS位置测量是不可能的。这可能导致通过捷联算法进行的位置计算增长到很大的误差。如果GNSS测量值再次可用，则位置突然跳跃。图2为此以简单的形式示出了用于确定绝对位置1的方法。在此，由通过惯性传感器5测定的位置值I出发，其通过积分导致位置值OR。同时-如果存在的话-借助于导航系统4的信号i确定机动车1的位置ON。测量出的位置ON和计算出的位置OR，即第一和第二位置由融合滤波器6合并，以确定绝对位置OA。现在很清楚，如果导航系统4的位置信号i不可用并且第一位置由于测量误差而导致计算出的第二位置OR与实际位置总是较大的偏差，第一或第二位置的合并在可再次检测的导航信号i时导致绝对位置OA中的跳跃。为了避免这种情况而提出，根据最后检测到的第一位置与相关的第二位置的比较来确定当前确定的第二位置的误差，并且在确定当前的第二位置时考虑该误差。在此，应该将卡尔曼滤波器用作融合滤波器并应使用连续可微模积分器。这将在下面更详细地讨论：首先，将在一个简单的积分器上展示连续可微模积分器(ContinuousDifferentiableModuloIntegrator＝CDMI)的概念。稍后，讨论转移到实例。物理系统将首先通过以下等式描述：为了更好地说明，p(t)可以是机动车的位置，v(t)可以是其速度。位置p在每个时间点由开始时间点p(t＝0)的位置和从该开始时间点起的积分的速度v(t)给出。设vk现在是系统(1)的时间点t＝tk处的信号v(t)的测量出的和数字化的值[值和时间离散]。设evk为该测量的总测量误差。这适用于vk＝v(tk)+evk(2)此外，设pk为系统(1)的时间点t＝tk处的信号p(t)的测量出的和数字化的值[值和时间离散]。设epk为该测量的总测量误差。这适用于pk＝p(tk)+epk(3)设k为整数，k＝[0..∞]。不限于任何可能的k的通用性vk但不存在/测量pk。也就是说，在任何时间点都没有pk的测量。此外，为了简单起见，对于k＝0和tk>tk-1，设tk＝0。同样，设p(0)＝0。通过积分，可以从各种vk确定p(tk)的估计值等式(4)提供了一种可能且简单的积分方案：现在定义/指出的两个属性1)是可导出的。以定义得出估计值的导数这精确地相应于测量值。这意味着估计值的导数相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定机动车(1)在全球坐标系(2)中的绝对位置的方法，其中借助于基于卫星的导航系统(4)检测第一位置，其中借助于至少一个惯性传感器(5)和其测量值的积分计算第二位置，并且其中，取决于所述第一位置和所述第二位置，借助于融合滤波器测定出所述机动车(1)的绝对位置，其特征在于，根据最后检测到的第一位置与相关的第二位置的比较来确定当前确定的第二位置的误差，并且在确定当前的第二位置时考虑该误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 DE 102016213893.61.一种用于确定机动车(1)在全球坐标系(2)中的绝对位置的方法，其中借助于基于卫星的导航系统(4)检测第一位置，其中借助于至少一个惯性传感器(5)和其测量值的积分计算第二位置，并且其中，取决于所述第一位置和所述第二位置，借助于融合滤波器测定出所述机动车(1)的绝对位置，其特征在于，根据最后检测到的第一位置与相关的第二位置的比较来确定当前确定的第二位置的误差，并且在确定当前的第二位置时考虑该误差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最后检测到的第一位置和所述相关的第二位置之间的差被确定为所述误差。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将在与所述最后检测到的第一位置相同的时间点测定的第二位置选择为所述相关的第二位置。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，卡尔曼滤波器用作融合滤波器。5.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·鲍斯，M·科西拉，S·罗伊特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE