用于机动车的导航设备以及用于导航机动车的方法技术

本申请涉及用于机动车的导航设备以及用于导航机动车的方法。为了改善用于车辆的导航设备和用于导航车辆的方法，建议的是，布置在机动车(11)中的加速度传感器(10)被构造用于确定其本身的安装位置。

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的导航设备以及用于导航机动车的方法
本专利技术涉及用于机动车的导航设备以及用于导航机动车的方法。
技术介绍
从现有技术中已知导航设备，其包括用于确定有待导航的机动车的加速度的加速度传感器。这个加速度传感器被布置在机动车内以检测加速度数据。然而为了评价所述加速度数据，需要了解加速度传感器在机动车中的准确位置。只有这样，所测量的加速度数据才能够相关于所述机动车的定向来设置。为了获取加速度传感器在机动车中的准确安装位置，还已知的是，在安装加速度传感器时确定安装位置。然而在此不利的是，在安装时经常不会准确地确定安装位置，并且随后不会进一步检查安装位置。作为备选方案，能够采用另外的传感器，其任务是，获取加速度传感器在机动车中的安装位置。然而这样的解决方案是繁琐的并且会关联到其他电子装置。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，改善用于机动车的导航设备，使得能够无需另外的传感器而确定并可检查加速度传感器的安装位置。此外，相应地扩展用于导航机动车的方法。此任务通过用于机动车的导航设备来解决，包括用于确定机动车的加速度数据的加速度传感器，其中加速度传感器在机动车中被布置在、尤其装入在安装位置中。根据本专利技术的加速度传感器被构造用于确定所述安装位置。换言之，加速度传感器本身被构造用于获取其自身在所述机动车中的安装位置。为了获取准确的安装位置，不需要另外的传感器。加速度传感器为了获取其安装位置所需的唯一的数据是由所述加速度传感器所测量的机动车的加速度数据以及关于加速度传感器的坐标系一次性确定的数据。尤其地，加速度传感器的坐标系已经被一次性确定。这在大多情况下由加速度传感器的制造者进行。加速度传感器的x轴、y轴和z轴被一次性确定，其中能够输出加速度传感器关于这些轴的加速度数据。加速度传感器的三维的笛卡尔坐标系、尤其是右手坐标系在下文中被称为传感器坐标系。加速度传感器尤其指的是3D加速度传感器，其优选连续地在所有三个轴(x、y和z)上测量加速度。所述机动车还具有自身的坐标系，该坐标系在下文中被称为车辆坐标系。车辆坐标系也是三维的笛卡尔坐标系、尤其是右手坐标系。在此，坐标系的x轴对应车辆的直线行驶方向，而z轴垂直于车辆所位于的平面并且向上指向。y轴指向机动车的侧面。理想地，传感器坐标系和车辆坐标系彼此一致，或者两个不同的坐标系的相应轴彼此平行。然而，在实际中通常总是出现传感器坐标系不对应于车辆坐标系。尤其地，传感器x轴以角度αx偏离车辆坐标系的x轴。同样的情况也适用于传感器坐标系的y轴和z轴，它们同样以角度αy和αz偏离于车辆坐标系的相应轴。前述的角度被定义为安装角。换言之，安装角表示车辆坐标系如何能够被转化到传感器坐标系中，或者反过来。这通过由安装角确定的旋转实现。有利地，用于机动车的导航设备被构造为，通过获取安装角来确定加速度传感器的安装位置。机动车尤其可以被构造为四轮的或者两轮的。本专利技术包括用于导航机动车的方法，其中使用根据本专利技术的加速度传感器。在此，所述方法包括确定加速度传感器的安装位置，以用于获取机动车的加速度数据。尤其是连续地确定安装位置。另外，优选自动地确定安装位置，并且还优选不使用另外的传感器来确定安装位置。为了获取安装角，识别机动车的运动。为此，由加速度传感器所识别到的或所接收到的当前时刻的加速度数据与以前的、即至少更早时刻所识别到或所接收到的加速度数据进行比较。当前接收的加速度数据与以前接收的加速度数据所形成的差与事先规定的阈值进行比较。只要当前时刻接收的加速度数据与以前接收的加速度数据之间的差超过所规定的阈值，则识别到状态“运动”。尤其地，所述方法包括比较、优选连续地比较当前接收的加速度数据与以前接收的加速度数据。此外，与事先规定的阈值的比较优选连续地进行。只有在超过阈值时，才将车辆状态归为具体状态“运动”，或者说先前识别的车辆状态被改变。为了防止波动，该方法步骤通过滞后来解耦。在低于所述阈值时，先前识别的运动状态被维持，并且不分配新的运动状态。另外优选地，所述方法包括识别状态“没有运动”。通过获取加速度值变化量，区别状态“没有运动”与具有恒定速度的状态“运动”。也就是说，优选连续地获取当前加速度值与不久前(例如一秒前)测量的加速度值的变化量。在此尤其是充分利用了静止的车辆相比于以恒定速度行驶的车辆提供明显更小的变化量的效应。理论上，在两种情况中(车辆静止，车辆以恒定速度行驶)加速度都是零。在实践中，以恒定速度行驶的车辆连续地经受不同的加速度，这些加速度由于在以恒定速度行驶期间存在的马达振动、道路不平整、最小的转向运动等而出现。也就是说，在实际运动的车辆中的“噪音”、即加速度值变化量显著高于在静止车辆中，该加速度值变化量尤其与事先规定的阈值比较。如果变化量超过了阈值，则识别为恒速运动，如果低于阈值，则识别为状态“没有运动”。有利地，在状态“运动”过渡到状态“没有运动”时，识别为状态“制动”。只要识别到所述状态“制动”，则尤其形成制动向量或制动方向向量。所述制动向量尤其由在状态“制动”时刻所接收的加速度数据和先前接收的加速度数据形成。先前接收的加速度数据在时间上在识别到状态“制动”前回溯例如至多5秒、优选3秒、尤其2秒。有利地，所述方法获取制动向量的模，并且当制动向量就其模而言很小时，弃用所形成的制动向量。为此，模必须超过规定的限度。这被用于消除错误识别的状态。制动向量是非常重要的测量结果，因为该制动向量指向车辆的负x方向。因此，制动向量定义了车辆坐标系的负x方向。从制动向量中由此可以导出车辆坐标系的x轴。另外优选地，所述方法在识别到状态“没有运动”时，由在状态“没有运动”时刻所接收的加速度数据形成重力向量。只要车辆处于状态“没有运动”中，加速度传感器就仅测量指向车辆正z方向的重力加速度。因此，重力向量或者换言之重力方向向量指向车辆坐标系的正z方向。优选地，制动向量和重力向量以时间上彼此紧邻的间距被测量。这意味着，在状态“运动”过渡到状态“没有运动”中并由此识别到状态“制动”时，不仅形成制动向量，而且直接随后形成重力向量。对于认知车辆坐标系的最小前提是两个线性无关的向量，这两个向量通过制动向量和重力向量确定，因为y轴自动地从其它的两个轴得到。通过加速度传感器拥有关于自身的传感器坐标系的认知，则加速度传感器能够获取在车辆坐标系的所确定的轴与其自身坐标系的已知的轴之间的安装角。该安装角由两个不同坐标系的向量借助于数量积来形成。尤其地，所述方法包括由安装角形成旋转矩阵，其中旋转矩阵限定了在两个不同的坐标系之间的旋转。借助于旋转矩阵，能够获取机动车关于其坐标系的实际加速度向量。优选连续地获取安装位置。尤其当识别到状态“制动”并且制动向量就模而言足够大时，始终进行安装位置的获取。由此达到对加速度传感器的安装位置的持续性自校准，并且由此确保所获取的车辆加速度数据始终尽可能正确。所获取的用于计算安装角的数据(即重力向量和制动向量)被聚集在存储器中，并且每个新计算的数据集与已经存在于存储器中的数据集进行比较。如果与在存储器中先前存在的数据集的偏差过大，也即超过了事先规定的限度，则该数据集被标记为无效并且由此被弃用。如果与在存储器中现存有效的数据集的偏差很小，也即低于规定的限度，则该数据集被标记为有效并且被使用。经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的导航设备，其中，所述导航设备包括用于确定机动车(11)的加速度数据的加速度传感器(10)，其中，所述加速度传感器在机动车(11)中被布置在安装位置中，其特征在于，所述加速度传感器(10)被构造用于确定所述安装位置。

【技术特征摘要】
2016.10.19 DE 102016220440.81.一种用于机动车的导航设备，其中，所述导航设备包括用于确定机动车(11)的加速度数据的加速度传感器(10)，其中，所述加速度传感器在机动车(11)中被布置在安装位置中，其特征在于，所述加速度传感器(10)被构造用于确定所述安装位置。2.一种用于导航机动车的方法，其中，使用根据权利要求1所述的加速度传感器(10)，其特征在于，所述方法包括确定所述加速度传感器(10)的安装位置。3.按照权利要求2所述的用于导航机动车的方法，其特征在于，所述加速度传感器(10)的所述安装位置通过安装角(αx、αy、αz)被定义，其中，确定所述加速度传感器(10)的所述安装位置包括获取所述安装角(αx、αy、αz)。4.按照权利要求2或3所述的用于导航机动车的方法，其特征在于，识别所述机动车(11)的运动以获取所述安装角(αx、αy、αz)，其中，由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·克劳斯，
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