DE102009058912A1 - Method for geographic position determination of pedestrian, involves calculating prognosis coordinates for current habitation of navigation device, and calculating display position from measuring position and prognosis coordinates - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur geographischen Positionsbestimmung, insbesondere eines Fußgängers, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine zugehörige Navigationseinrichtung.The invention relates to a method for determining geographical position, in particular a pedestrian, according to the preamble of
Gattungsgemäße Verfahren und Navigationseinrichtungen zur geographischen Positionsbestimmung, insbesondere zur Positionsbestimmung auf Basis von GPS-geschützten Systemen, sind aus dem Stand der Technik bekannt.Generic methods and navigation devices for geographic position determination, in particular for position determination based on GPS-protected systems, are known from the prior art.
GPS-Positionsmessungen sind dabei zunächst einmal mit Ungenauigkeiten behaftet. Quellen für die Ungenauigkeit der GPS-Positionsermittlung liegen unter anderem in der begrenzten Anzahl bzw. Sichtbarkeit der zur Positionsermittlung verwendeten Satelliten vom jeweiligen Standort des GPS-Empfängers, in der Winkelstellung der sichtbaren Satelliten relativ zum Standort des GPS-Empfängers (Triangulation), in atmosphärischen Störungen, welche die Richtung und damit die Laufzeit der Satellitensignale verfälschen können. Weiterhin wird die Genauigkeit der Positionsbestimmung mittels GPS insbesondere im Bereich von hoher Bebauung aufgrund von Reflektionen der Signale deutlich verschlechtert. Ebenso führen Fehler bei der notwendigen Zeitbestimmung zu Ungenauigkeiten in der GPS-Messung.GPS position measurements are initially subject to inaccuracies. Sources for the inaccuracy of the GPS position determination are, among other things, the limited number or visibility of the satellites used for determining the position of the respective location of the GPS receiver, in the angular position of the visible satellite relative to the location of the GPS receiver (triangulation), in atmospheric Disturbances that can falsify the direction and thus the transit time of the satellite signals. Furthermore, the accuracy of position determination by means of GPS, especially in the area of high building due to reflections of the signals is significantly deteriorated. Likewise, errors in the necessary time determination lead to inaccuracies in the GPS measurement.
Diese Fehlerquellen führen typischerweise zu einer Genauigkeit (Reproduzierbarkeit) bei der absoluten Positionsermittlung mittels GPS in der Größenordnung von circa 15 m in bebauten Gebieten. Zusätzlich ist das GPS-Signal häufig einer harmonischen Schwebung unterworfen, die eine periodisch schwankende Ungenauigkeit ebenfalls im Bereich einiger Meter mit sich bringt. Dies bedeutet jedoch, dass eine einzelne GPS-Messung für sich genommen oftmals nicht genau genug ist, um den tatsächlichen Standort des Empfängers eindeutig bestimmen zu können.These sources of error typically lead to an accuracy (reproducibility) in the absolute position determination by means of GPS in the order of about 15 m in built-up areas. In addition, the GPS signal is often subject to a harmonic beating, which also involves a periodically fluctuating inaccuracy in the range of a few meters. However, this means that a single GPS measurement in itself is often not accurate enough to clearly determine the actual location of the receiver.
Zur Lösung dieses Problems werden im Stand der Technik verschiedene Verfahren und Mittel vorgestellt. Dies betrifft zum einen den Einsatz weiterer Hilfsmittel zur genaueren Analyse der Bewegung, wodurch eine exaktere Position zur Bestimmung ermöglicht wird. Bei dieser so genannten Koppelnavigation bzw. „dead reckoning” werden unter anderem die folgenden Hilfsmittel verwendet: Kompass, Beschleunigungssensoren sowie Schrittzähler bei der Fußgängernavigation. Ein Beispiel für diese Optimierung der GPS-Navigation mittels der Koppelnavigation zeigt das Patent
Jedoch besitzen derartige Systeme den grundlegenden Nachteil, dass entsprechende Beschleunigungssensoren oder andere Messtechniken im Navigationsgerät vorhanden sein müssen. Dies bedeutet zum einen, dass entsprechend ein vergrößerter Bauraum als auch ein erhöhtes Gewicht mitzuführen ist. Des Weiteren benötigen derartige Kopplungen von GPS-Satellitennavigationen und weiteren Sensoren einen zusätzlichen Rechenaufwand, da jeweils zu jedem Zeitpunkt ein Abgleich der verschiedenen Sensoren und Messwerte erfolgen muss. Insofern wird hierdurch ein erhöhter Rechenaufwand ausgelöst, der somit die Kapazität des Navigationsgeräts einschränkt. Sofern jedoch nur ein sehr kleines Gerät mit einer geringen Kapazität zur Verfügung steht und hierbei zum Beispiel eine Mobilfunk-Funktion gewährleisten soll, ist somit die Kopplung von verschiedenen Messsignalen nicht zu bewerkstelligen.However, such systems have the fundamental disadvantage that corresponding acceleration sensors or other measurement techniques must be present in the navigation device. This means, on the one hand, that an increased installation space as well as an increased weight must be carried along accordingly. Furthermore, such couplings of GPS satellite navigation systems and other sensors require additional computational effort, since an adjustment of the various sensors and measured values must be carried out at any time. In this respect, this causes an increased computational effort, thus limiting the capacity of the navigation device. However, if only a very small device with a low capacity is available and this is to ensure, for example, a mobile radio function, the coupling of different measurement signals can not be accomplished.
Alternative bzw. zusätzlich eingesetzte Navigationsverfahren, unter anderem für Fußgänger, aber in der Regel für Fahrzeuge, verwenden das so genannten „Map-matching”. Hierbei wird ein Vergleich der gemessenen Positionen aus den GPS-Signalen zu einer digitalen Straßenkarte durchgeführt. In bebautem Gebiet wird davon ausgegangen, dass der Fußgänger sich jeweils nur auf der entsprechenden Straße befinden kann. Somit sind Messwerte, die zu einer Position abseits einer Straße führen, in der Regel unzulässig. Diese Positionen werden somit korrigiert und auf die nächste zulässige Position auf der jeweils nächstgelegenen Straße verschoben. Zur Bestimmung der sinnvollen Position auf der Straße gibt es verschiedenste Verfahren und Algorithmen, wobei in jedem Fall eine digitale Straßenkarte erforderlich ist. Hieraus ergibt sich zwangsläufig das daraus abgeleitete Problem, dass derartige „Map-matching” Verfahren nur verwendbar sind, sofern sich der Fußgänger bzw. Nutzer in einem bebauten Gebiet mit bekannter Straßenkarte befindet.Alternative or additionally used navigation methods, inter alia for pedestrians, but usually for vehicles, use the so-called "map matching". In this case, a comparison of the measured positions from the GPS signals to a digital road map is performed. In built-up areas it is assumed that the pedestrian can only be on the respective street. Thus, measured values that lead to a position off the road are generally inadmissible. These positions are thus corrected and moved to the next allowable position on the nearest road. To determine the meaningful position on the road, there are a variety of methods and algorithms, in each case a digital road map is required. This inevitably results in the problem derived therefrom that such "map-matching" methods can only be used if the pedestrian or user is in a built-up area with a known road map.
Aus den vorgenannten Ausführungen aus dem Stand der Technik verbleibt das Problem, dass es nicht möglich ist, eine möglichst genaue Navigation, insbesondere auf dem freien Gelände, durchzuführen, wobei zu diesem Zweck eine Navigationseinrichtung mit begrenzter Kapazität und ohne weitere Hilfsmittel zum Einsatz kommen kann. Des gleichen gilt ebenso für breite Straßen, z. B. mit mehreren baulich getrennten Fahrspuren, sowie für großräumige Plätze oder Fußgängerzonen. Auch hier kann es im Stand der Technik vorkommen, dass man vom Platz zunächst in die falsche Richtung läuft, bis man nach dem Verlassen des Platzes in einer wegführenden Straße mitgeteilt bekommt, dass es die falsche Straße ist.From the above-mentioned embodiments of the prior art, the problem remains that it is not possible to perform the most accurate navigation possible, especially on open terrain, for which purpose a navigation device with limited capacity and without further aids can be used. The same also applies to wide roads, z. B. with several structurally separate lanes, as well as for large spaces or pedestrian areas. Again, it may happen in the prior art that you run from the place initially in the wrong direction until you leave after the place in a wegführenden Street gets notified that it is the wrong street.
Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur geographischen Positionsbestimmung eines Fußgängers zu schaffen, die ohne Vorhandensein einer digitalen Straßenkarte und ohne den Einsatz zusätzlicher Messmittel auf Basis der GPS-Signale eine möglichst genaue Positionsbestimmung zulasst.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and a device for determining the geographical position of a pedestrian, which allows the absence of a digital road map and without the use of additional measuring means based on the GPS signals as accurate as possible position determination.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe umfasst ferner eine Navigationseinrichtung gemäß Patentanspruch 14.This object is achieved by a method according to
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the invention are subject of the dependent claims.
Das Verfahren zur geographischen Positionsbestimmung, insbesondere eines Fußgängers, bedarf zunächst einmal einer Navigationseinrichtung. Diese umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung, einen Prozessor, einen Speicher und eine Anzeigeeinrichtung. Die Positionsermittlungseinrichtung besteht in aller Regel aus einem GPS-Empfänger, der eine entsprechende Erfassung der GPS-Signale durchführt, welche wiederum von den Satelliten ausgesendet werden. Diese Positionsermittlungseinrichtung liefert in einem zyklischen Intervall eine Messposition, d. h. die GPS-Position, und zu dieser Messposition zusätzlich zumindest einen Qualitätswert. In aller Regel stellt die Anzahl der Satelliten, welche zur Bestimmung der Position zur Verfügung standen, einen ersten Qualitätswert. Die Werte (Messposition, Qualitätswerte und ggf. weitere Daten) werden von der Positionsermittlungseinrichtung entsprechend zur weiteren Auswertung dem Prozessor übergeben. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Basis der aktuellen Messposition und deren Qualität in Verbindung mit gespeicherten Werten wird eine Anzeigeposition ermittelt. Diese Anzeigeposition kann je nach Ausführung des Navigationsgeräts und der Benutzerführung in einem Kartenausschnitt bzw. einer Land-/Straßenkarte und/oder in Form von geographischen Koordinaten angezeigt werden. Für die Darstellung der Anzeigeposition gibt es vielfältige Möglichkeiten, die hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt sind.The method for determining the geographical position, in particular of a pedestrian, first of all requires a navigation device. This comprises a position determination device, a processor, a memory and a display device. The position detection device usually consists of a GPS receiver, which performs a corresponding detection of the GPS signals, which in turn are emitted by the satellites. This position determining device delivers a measuring position in a cyclic interval, i. H. the GPS position, and at least one quality value for this measurement position. As a rule, the number of satellites available for determining the position provides a first quality value. The values (measuring position, quality values and possibly further data) are transferred by the position-determining device to the processor for further evaluation. By means of the method according to the invention on the basis of the current measuring position and its quality in conjunction with stored values, a display position is determined. Depending on the design of the navigation device and the user guidance, this display position can be displayed in a map section or a country / road map and / or in the form of geographical coordinates. For the presentation of the display position, there are many possibilities, which are well known in the prior art.
Die gestellte Aufgabe, der möglichst genauen Positionsbestimmung ohne zusätzliche Messmittel und Straßenkarten, wird nun durch die erfinderische Verfahrensweise gelöst. Im ersten Schritt erfolgt die Erfassung der aktuellen Messposition für den aktuellen Aufenthaltsort der Navigationseinrichtung mittels der Positionsermittlungseinrichtung – Schritt (A). Hierbei ist der Messposition zumindest ein Qualitätswert zugeordnet, wobei der Qualitätswert ein Wert für die Messgenauigkeit der jeweiligen Messposition ist. Im folgenden Schritt (B) erfolgt die Berechnung von zunächst Prognosekoordinaten für den aktuellen Aufenthaltsort auf Grundlage einer Mehrzahl von vorausgehenden Positionen sowie Qualitätswerten. Im abschließenden Schritt (C) erfolgt die Berechnung der Anzeigeposition aus der zuvor berechneten Prognosekoordinate in Verknüpfung mit der Messposition in Abhängigkeit vom Qualitätswert der aktuellen Messposition.The task, the most accurate position determination possible without additional measuring equipment and road maps, is now solved by the inventive method. In the first step, the detection of the current measurement position for the current location of the navigation device by means of the position detection device - step (A). In this case, the measuring position is assigned at least one quality value, wherein the quality value is a value for the measuring accuracy of the respective measuring position. In the following step (B), the calculation of first prognosis coordinates for the current location is based on a plurality of preceding positions and quality values. In the final step (C), the display position is calculated from the previously calculated prognosis coordinate in conjunction with the measurement position as a function of the quality value of the current measurement position.
Der aktuelle Aufenthaltsort der Navigationseinrichtung entspricht dem wahren Ort, den es zu ermitteln gilt, wobei dieser folglich nicht exakt bekannt ist. Von der Positionsermittlungseinrichtung wird im bekannten Verfahren die Messposition bzw. GPS-Position bestimmt. Deren Bestimmung ist folglich einfach und wohlbekannt. Zu diesem Zweck gibt es aus dem Stand der Technik eine Mehrzahl von GPS-Empfängern, die entsprechende Messpositionen bereitstellen. Aufgrund der Fehlerhaftigkeit der Messposition ist es jedoch gewünscht, eine Anzeigeposition auf der Navigationseinrichtung darzustellen, welche dem wirklichen Aufenthaltsort möglichst genau entspricht. Kern der Erfindung ist hierbei, in einem Verfahrensschritt zunächst Prognosekoordinaten auf Basis des vergangenen Verlaufes zu bestimmen, bevor in einem folgenden Verfahrensschritt ein Abgleich von Messposition und Prognosekoordinate zur Bestimmung der Anzeigeposition erfolgt.The current location of the navigation device corresponds to the true location, which is to be determined, which is therefore not exactly known. The measuring position or GPS position is determined by the position determination device in the known method. Their determination is therefore simple and well-known. For this purpose, there are a number of GPS receivers in the prior art which provide corresponding measurement positions. Due to the defectiveness of the measuring position, however, it is desirable to display a display position on the navigation device which corresponds as closely as possible to the actual location. The core of the invention here is to first determine prognostic coordinates on the basis of the past course in a method step, before a comparison of the measuring position and prediction coordinate to determine the display position takes place in a subsequent method step.
Wie bereits angeführt, bildet vorteilhafterweise die Anzahl der Satelliten, welche zur Bestimmung der Messposition der Positionsermittlungseinrichtung zur Verfügung standen, einen ersten Qualitätswert. Dieser Wert steht in nahezu allen bekannten GPS-Empfängern zu jeder Messposition zur Verfügung. Des Weiteren liefert eine Mehrzahl der GPS-Empfänger als weitere Qualitätsgröße die so genannte horizontale Positionsgenauigkeit (HDOP), welche ebenfalls eine Aussage darüber beinhaltet, wie gut die Messqualität des jeweiligen Messwerts ist. Darüber hinaus können vom GPS-Empfänger gleichfalls weitere Qualitätswerte zu jedem Messwert je nach Ausführungsart geliefert werden. Es ist bekannt, dass derartige GPS-Empfänger mitunter nicht zu jeder Messposition sämtliche vorhandenen Qualitätswerte liefern. Dies kann unter anderem dann der Fall sein, wenn die Zykluszeit nicht ausgereicht hat, um im GPS-Empfänger die entsprechenden Qualitätswerte bereitzustellen. Sofern von der Positionsermittlungseinrichtung an den Prozessor ein Datensatz ohne bzw. nur mit teilweisen Qualitätswerten geliefert wird, so wird der jeweils fehlende Qualitätswert durch einen vordefinierten Wert ersetzt.As already stated, the number of satellites which were available for determining the measuring position of the position-determining device advantageously forms a first quality value. This value is available in almost all known GPS receivers for each measurement position. Furthermore, a majority of the GPS receivers provide, as a further quality variable, the so-called horizontal position accuracy (HDOP), which likewise contains a statement as to how good the measurement quality of the respective measured value is. In addition, the GPS receiver can also provide additional quality values for each metric, depending on the type of execution. It is known that such GPS receivers sometimes fail to provide all available quality values for each measurement position. This may be the case, inter alia, if the cycle time was not sufficient to provide the corresponding quality values in the GPS receiver. If a data record is supplied by the position determination device to the processor without or only with partial quality values, the respectively missing quality value is replaced by a predefined value.
Von GPS-Empfängern bzw. der Positionsermittlungseinrichtung werden in aller Regel die Datensätze, d. h. die Messposition und die Qualitätswerte, in einem NMEA-Protokoll übermittelt. Dieses von der National Marine Electronics Association (NMEA) definierte Kommunikationsprofil zwischen GPS-Empfänger und Prozessoren sichert eine einheitliche Verwendung von Daten der Positionsermittlungseinrichtung in den Prozessoren unabhängig vom jeweils verwendeten GPS-Empfänger-Typ. Aufgrund dieser für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaften Einschränkung kann auch nicht ein alternatives Optimierungsverfahren mit der Auswertung der GPS-Rohdaten durchgeführt werden (unabhängig davon, dass dieses wiederum zu unzulässig hoher Rechenlast führen würde).The data sets, ie the measurement position and the quality values, are generally transmitted by GPS receivers or the position determination device in a NMEA protocol. This from the National Marine Electronics Association (NMEA) defined communication profile between GPS receiver and processors ensures a uniform use of data of the position detection device in the processors, regardless of the particular type of GPS receiver used. Because of this restriction, which is advantageous for the method according to the invention, it is also not possible to carry out an alternative optimization method with the evaluation of the GPS raw data (regardless of the fact that this in turn would lead to an unacceptably high computing load).
Aufgabe im Schritt (B) ist es, eine Prognosekoordinate für den aktuellen Aufenthaltsort zu ermitteln. Dies erfolgt in bevorzugter Verfahrensweise mit den folgenden Schritten: Zunächst erfolgt eine Berechnung eines Messwegs zwischen der letzten Messposition sowie der vorhergehenden Messposition und parallel eine Berechnung eines Gewichtungswegfaktors aus den Qualitätswerten der aktuellen Messposition sowie der vorhergehenden Messposition – Schritt (B1). Mit dem ermittelten Messweg und dem ermittelten Gewichtungswegfaktor wird hieraus ein Gewichteter-Messweg berechnet – Schritt (B2). Aus der Kombination einer Mehrzahl von zurückliegenden Gewichteten-Messwegen und dem letzten Gewichteten-Messweg erfolgt die Berechnung einer Prognosestrecke – Schritt (B3). Diese Prognosestrecke steht symbolisch für den erwarteten zurückgelegten Weg vom vorhergehenden Messzeitpunkt zum aktuellen Messzeitpunkt. Abschließend erfolgt im Schritt (B4) die Berechnung der Prognosekoordinate mittels der Prognosestrecke auf Basis einer vorhergehenden Position.The task in step (B) is to determine a prognosis coordinate for the current location. This is done in a preferred procedure with the following steps: First, a calculation of a measurement path between the last measurement position and the previous measurement position and parallel calculation of a Gewichtswegwegfaktors from the quality values of the current measurement position and the previous measurement position - step (B1). With the determined measuring path and the determined weighting path factor, a weighting measuring path is calculated from this - step (B2). From the combination of a plurality of past weighted measuring paths and the last weighted measuring path, the calculation of a prognosis distance is performed - step (B3). This forecast path symbolizes the expected distance traveled from the previous measurement point to the current measurement point. Finally, in step (B4), the calculation of the forecasting coordinate by means of the forecasting route is based on a previous position.
Eine anschauliche Darstellung der Vorgehensweise wird anhand des in den Abbildungen beispielhaft skizzierten Verlaufs mit zugehöriger Figurenbeschreibung erläutert.A graphic representation of the procedure will be explained with reference to the course sketched by way of example in the figures with associated description of the figures.
Die Berechnung des Messwegs im Schritt (B1) erfolgt bevorzugt als vektorielle Differenz zwischen der aktuellen Messposition und der vorhergehenden Messposition. Dieser Messweg besitzt folglich eine vektorielle Größe mit einer Länge und einer Richtung – Schritt (B1a). Parallel hierzu gilt es den Gewichtungswegfaktor zu bestimmen. Hierzu wird zunächst zu dem aktuellen Qualitätswert bzw. den Qualitätswerten der letzten Messung ein Gewichtungsmessfaktor ermittelt – Schritt (B1b). Dieser weist hierbei einen festgelegten Wertebereich auf. In einfacher Ausführung wird der Wertebereich auf den Bereich zwischen 0 und 1 festgelegt. Somit resultiert hieraus, dass zu jeder Messposition ein Gewichtungsmessfaktor in einem Wertebereich zwischen 0 und 1 zugeordnet ist. Der erforderliche Gewichtungswegfaktor wird nun als der jeweils geringere Gewichtungsmessfaktor von der aktuellen Messposition und der vorhergehenden Messposition bestimmt – Schritt (B1c). Es ist offensichtlich, dass die Reihenfolge der Berechnung beliebig ist mit der Ermittlung des Messweges im Schritt (B1a) zu der Ermittlung der Gewichtungsfaktoren in den Schritten (B1b) und (B1c).The calculation of the measuring path in step (B1) is preferably carried out as a vectorial difference between the current measuring position and the previous measuring position. This measurement path thus has a vectorial size with one length and one direction - step (B1a). In parallel, it is necessary to determine the weighting factor. For this purpose, a weighting factor is first determined for the current quality value or the quality values of the last measurement - step (B1b). This has a fixed range of values. In a simple implementation, the value range is set to the range between 0 and 1. This results in the fact that a weighting factor is assigned to each measuring position in a value range between 0 and 1. The required weighting path factor is now determined as the respectively lower weighting factor from the current measuring position and the previous measuring position - step (B1c). It is obvious that the order of calculation is arbitrary with the determination of the measuring path in step (B1a) for the determination of the weighting factors in steps (B1b) and (B1c).
Im folgenden Verfahrensschritt (B2) erfolgt in einfacher Art die Berechnung des Gewichteten-Messwegs aus dem jeweiligen Messweg. Hierzu wird der vektorielle Messweg in einfacher Art mit dem Gewichtungswegfaktor multipliziert. Bevorzugt besitzt der Gewichtungswegfaktor einen Wert zwischen 0 und 1, und somit besitzt der Gewichtete-Messweg entsprechend eine Länge zwischen Null bis maximal der Länge des Messwegs, wobei die Richtung entsprechend identisch zum Messweg ist.In the following method step (B2), the calculation of the weighted measuring path from the respective measuring path takes place in a simple manner. For this purpose, the vectorial measurement path is simply multiplied by the weighting path factor. The weighting path factor preferably has a value between 0 and 1, and thus the weighted measuring path accordingly has a length between zero and at most the length of the measuring path, the direction being correspondingly identical to the measuring path.
In vorteilhafter Ausführung werden mit jedem neuen Messwert der Gewichtungswegfaktor und der Gewichtete-Messweg bestimmt und im Speicher zwischengespeichert. Entsprechend der maximalen Anzahl an Datensätzen wird folglich immer der zeitlich am weitesten zurückliegende Datensatz gelöscht. Die maximale Anzahl an gespeicherten Datensätzen kann sich zum einen nach den Qualitätswerten richten, aber auch fest vorgegeben sein. Alternativ wäre es aber auch möglich, bei jeder neu zu bestimmenden Anzeigeposition die Berechnung der Gewichteten-Messwege für eine Mehrzahl an zurückliegenden Steckenabschnitten auf Grundlage der zwischengespeicherten Messpositionen und Qualitätswerte durchzuführen.In an advantageous embodiment, the weighting path factor and the weighting measuring path are determined with each new measured value and temporarily stored in the memory. Consequently, according to the maximum number of records, the most recent record is always deleted. The maximum number of stored data sets can depend on the quality values, but can also be fixed. Alternatively, however, it would also be possible to carry out the calculation of the weighted measuring paths for a plurality of past plug sections on the basis of the buffered measuring positions and quality values for each display position to be newly determined.
Im Schritt (B3) wird nun die Prognosestrecke berechnet, indem angefangen vom letzten, aktuellen Gewichteten-Messweg eine Mehrzahl an Gewichteten-Messwegen vektoriell aufsummiert wird. Zugleich wird die Summe der zu den Gewichteten-Messwegen gehörigen Gewichtungswegfaktoren aufsummiert. Diese Summenbildung erfolgt bis die Summe der Gewichtungswegfaktoren einen zuvor definierten Fixwert erreicht. Da in aller Regel die Summe der Gewichtungswegfaktoren nicht exakt den definierten Fixwert ergibt, kann in der genauen Ausführung der Rechenvorschrift zum einen der letzte Gewichtete-Messweg proportional verkürzt werden, so dass der proportional zugehörige Gewichtungswegfaktor in der Summe zum definierten Fixwert führt, oder es wird alternativ für den nachfolgenden Rechenschritt anstelle des Fixwertes die tatsächliche Summe der Gewichtungswegfaktoren angewendet. Hierbei kann sowohl die Berücksichtigung des Gewichtungs-Messweges, dessen Gewichtungswegfaktor in der Berechnung den Fixwert überschreitet, als auch dessen Löschung angewendet werden. Die Prognosestrecke ergibt sich nun durch die Teilung der Vektorsumme der Gewichteten-Messwege durch den Fixwert. Diese Prognosestrecke steht hierbei symbolisch für die erwartete Bewegung vom Zeitpunkt der vorhergehenden Messung zum Zeitpunkt der aktuellen Messung.In step (B3), the prognosis distance is now calculated by adding up a plurality of weighted measurement paths vectorially starting from the last, current weighted measurement path. At the same time, the sum of the weighting path factors belonging to the weighted measuring paths is summed up. This summation takes place until the sum of the weighting path factors reaches a previously defined fixed value. Since in most cases the sum of the weighting path factors does not exactly yield the defined fixed value, in the exact execution of the calculation rule, the last weighted measuring path can be proportionally shortened, so that the proportionally associated weighting path factor in the sum leads to the defined fixed value, or it will alternatively, instead of the fixed value, the actual sum of the weighting travel factors is used for the subsequent calculation step. In this case, both the consideration of the weighting measuring path, whose weighting path factor in the calculation exceeds the fixed value, as well as its deletion can be used. The prognosis distance now results from the division of the vector sum of the weighted measurement paths by the fixed value. This forecast path symbolizes the expected movement from the time of the previous measurement to the time of the current measurement.
In einer vorteilhaften Verfahrensweise wird in einem nachfolgenden Schritt (B4) die Prognosekoordinate aus der Prognosestrecke und der vorangehenden Anzeigeposition ermittelt. Da vom Verfahrensprinzip davon auszugehen ist, dass die jeweilige Anzeigeposition dem wahren Aufenthaltsort des Navigationsgerätes am nächsten kommt, und da die Prognosestrecke diejenige ist, von der ausgegangen wird, dass diese anzunehmender Weise der letzten Bewegung entspricht, ist in nahe liegender Weise zur Bestimmung der Prognosekoordinate die Anwendung der Prognosestrecke auf der vorhergehenden Anzeigeposition vorzunehmen. In an advantageous procedure, in a subsequent step (B4), the forecasting coordinate is determined from the forecasting route and the preceding display position. Since the procedural principle is to assume that the respective display position is closest to the true location of the navigation device, and since the prognosis route is the one assumed to correspond to the last movement, it is obvious to determine the prognosis coordinate to apply the forecast route to the previous display position.
Nach dem Schritt (B) ist nun sowohl die Messposition, als auch die Prognosekoordinate bekannt. Beide Positionen kennzeichnen den möglichen Aufenthaltsort des Navigationsgeräts. Es kann folglich davon ausgegangen werden, dass der wahre Aufenthaltsort vermutlich zwischen diesen beiden Positionen liegt. In Abhängigkeit von der Qualität des aktuellen Messergebnisses in der GPS-Positionsermittlung kann festgelegt werden, welche Position jeweils wahrscheinlicher dem wahren Aufenthaltsort entspricht. Insofern kann im Schritt (C) eine Anzeigeposition ermittelt werden, indem eine Verbindungslinie zwischen der Messposition und der Prognosekoordinate gezogen wird, wobei die Anzeigeposition auf dieser Verbindungslinie liegt. Bei einer sehr guten Qualität des Messergebnisses, d. h. einem Gewichtungsmessfaktor im oberen Wertebereich, liegt vorteilhafter Weise die Anzeigeposition nahe der Messposition und im Gegensatz bei einer sehr schlechten Qualität der Messung nahe der Prognosekoordinate. Eine einfache anwendbare Rechenvorschrift wäre z. B. „Anzeigeposition = Messposition × Gewichtungsmessfaktor + Prognosekoordinate × (1 – Gewichtungsmessfaktor)”.After step (B), both the measurement position and the forecast coordinate are now known. Both positions indicate the possible location of the navigation device. It can therefore be assumed that the true whereabouts are probably between these two positions. Depending on the quality of the current measurement result in the GPS position determination, it is possible to determine which position is more likely to correspond to the true location. In this respect, a display position can be determined in step (C) by drawing a connecting line between the measuring position and the forecasting coordinate, the display position being on this connecting line. With a very good quality of the measurement result, d. H. a weighting factor in the upper value range, the display position is advantageously close to the measuring position and in contrast to a very poor quality of the measurement near the prognosis coordinate. A simple applicable calculation rule would be z. Eg "Display position = measuring position × weighting factor + forecasting coordinate × (1 - weighting factor)".
Das vorgenannte Verfahren kann sowohl für die Fußgängernavigation als auch ebenso für beliebige andere Fortbewegungsmittel verwendet werden, wenngleich in dem Fall andere geeignetere Verfahren zur Verfügung stehen.The aforesaid method can be used for pedestrian navigation as well as for any other means of transportation, although other more suitable methods are available in that case.
Sofern in der Fußgängernavigation die Berechnung zu einer für einen Fußgänger unrealistischen Geschwindigkeit von insbesondere mehr als 20 km/h führt, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um einen gravierenden Messfehler handelt. Dies gilt natürlich nicht, sofern eine andauernde Überschreitung vorliegt und somit nicht von einer Fußgängernavigation auszugehen ist. Da bekanntlich davon auszugehen ist, dass ein Fußgänger sich in der Regel mit bis zu circa 12 km/h fortbewegt, wird in bevorzugter Ausführung das Verfahren um eine Korrektur der letzten Position bei Geschwindigkeitsüberschreitung ergänzt. Aus der Zykluszeit des GPS-Empfängers und den vorteilhaften Grenzwerten für die Geschwindigkeit lässt sich somit leicht ein Abstandsgrenzwert für die in der Navigation betrachteten Weglängen anwenden.If, in pedestrian navigation, the calculation leads to an unrealistic speed for a pedestrian, in particular more than 20 km / h, it can be assumed that this is a serious measurement error. Of course, this does not apply if there is a constant overrun and thus can not be assumed by a pedestrian navigation. Since it is known that a pedestrian usually travels at up to approximately 12 km / h, in a preferred embodiment the method is supplemented by a correction of the last position in case of exceeding the speed limit. From the cycle time of the GPS receiver and the advantageous limit values for the speed, it is thus easy to apply a distance limit value for the path lengths considered in the navigation.
Hierzu wird in einer möglichen Ausführungsform bei der Fußgängernavigation ergänzend im Schritt (B1) die Länge des ermittelten Messweges mit dem Abstandsgrenzwert verglichen. Sofern eine Überschreitung von z. B. einer umgerechneten Geschwindigkeit von 20 km/h gegeben ist, stehen zur Korrektur zwei Alternativen zur Verfügung: So kann zum einen der Qualitätswert der letzten Messposition herabgesetzt werden. Dieses führt in der folgenden Berechnung aufgrund des vorteilhaften Verfahrens zu einer Verkürzung des letzten Streckenabschnitts, da der Qualitätswert maßgeblich die am Ende des Verfahrens angezeigte Position beeinflusst. In der zweiten Ausführungsart ist es gleichfalls möglich, die letzte Messposition für die weitere Berechnung auf dem zuvor ermittelten letzten Messweg derart zu verschieben, dass der Messweg sich auf eine zulässige Länge von z. B. 12 km/h verkürzt.For this purpose, in one possible embodiment in pedestrian navigation, the length of the determined measuring path is additionally compared with the distance limit value in step (B1). If an excess of z. For example, given a converted speed of 20 km / h, two alternatives are available for correction: on the one hand, the quality value of the last measuring position can be reduced. Due to the advantageous method, this leads to a shortening of the last route section in the following calculation, since the quality value decisively influences the position displayed at the end of the method. In the second embodiment, it is also possible to move the last measurement position for further calculation on the previously determined last measurement path such that the measurement path is limited to an allowable length of z. B. 12 km / h shortened.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausführung kann geprüft werden, ob die zunächst ermittelte Prognosestrecke im Schritt (B3) zu einer unzulässig hohen Geschwindigkeit führen würde, d. h. wiederum ob ein festgelegter Abstandsgrenzwert überschritten wurde. Entsprechend der Annahme für eine als praktikabel anzusehende Geschwindigkeit für einen Fußgänger von circa 12 km/h, wird entsprechend eine neue Maximalposition ermittelt, welche dieser Relativgeschwindigkeit von vorzugsweise 12 km/h entspricht. Für die folgende Berechnung wird in diesem Falle die Prognosekoordinate durch die Maximalposition bestimmt.In an alternative or supplementary embodiment, it can be checked whether the initially determined prognosis distance in step (B3) would lead to an inadmissibly high speed, ie. H. again whether a defined distance limit has been exceeded. Corresponding to the assumption of a practicable speed for a pedestrian of about 12 km / h, a new maximum position is correspondingly determined, which corresponds to this relative speed of preferably 12 km / h. For the following calculation, the prognosis coordinate is determined by the maximum position in this case.
In äquivalenter Verfahrensweise kann die Berücksichtigung einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit bei der Ermittlung der Anzeigeposition im Schritt (C) durchgeführt werden. Wenn eine neue Anzeigeposition ermittelt wurde, die bei Berechnung einer resultierenden Geschwindigkeit zwischen der neuen Anzeigeposition und der zuvor berechneten Anzeigeposition den zulässigen Grenzwert überschreitet, wird entsprechend eine neue Maximalposition ermittelt, welche einer Relativgeschwindigkeit von vorzugsweise 12 km/h entspricht. Nun erfolgt ein Ersetzungsverfahren der neuen Anzeigeposition durch die ermittelte Maximalposition. Somit ist die dem Anzeigegerät übergebene Anzeigeposition die Maximalposition.In an equivalent procedure, the consideration of a permissible maximum speed in the determination of the display position in step (C) can be performed. If a new display position has been determined, which exceeds the permissible limit value when calculating a resulting speed between the new display position and the previously calculated display position, a new maximum position is correspondingly determined, which corresponds to a relative speed of preferably 12 km / h. Now, a replacement procedure of the new display position by the determined maximum position. Thus, the display position given to the display device is the maximum position.
Wenngleich wiederholt der Wert von 12 km/h benannt ist, so stellt dies nur einen vorteilhaften Wert da. Ebenso kann abweichend ein größerer oder geringerer Wert gewählt werden.Although the value of 12 km / h is repeatedly named, this represents only an advantageous value. Likewise, a greater or lesser value can be chosen differently.
Hinsichtlich der Bewegungsrichtung ist gleichfalls eine Korrektur sinnvoll. Es ist im Allgemeinen davon auszugehen, dass zwar ein Fußgänger plötzlich die Richtung ändern kann, dies aber nicht mehrfach in kurzen Abständen hintereinander erfolgt. Hingegen können unter ungünstigen Umständen durch kleine Änderungen der Richtung in Verbindung mit in jeweils gleicher Richtung verschobenen Messwerten, d. h. aufgrund von Messfehlern, dem Benutzer falsche überzeichnete Richtungsänderung dargestellt werden. Mittels einer vorteilhaften Korrektur der Richtungsänderung kann dieses Problem mittels einer Dämpfung beseitigt werden. Hierbei wird bewusst in Kauf genommen, dass bei einer tatsächlichen Richtungsänderung die wahre Richtung erst verzögert angezeigt wird. Als sehr guter Kompromiss hat es sich gezeigt, wenn nach circa 3 Sekunden die richtige Richtung dem Benutzer angezeigt wird. In üblichen GPS-Empfängern steht ein neues Signal 1mal pro Sekunde zur Verfügung. Da ein Fußgänger die Richtung maximal um 180° indem kann, d. h. Richtungsumkehr, führt dies zu einer fiktiv zulässigen Richtungsänderung von 60°.With regard to the direction of motion, a correction also makes sense. It is generally assumed that although one Pedestrians can suddenly change direction, but this does not occur repeatedly at short intervals in succession. On the other hand, under unfavorable circumstances, small changes in direction in conjunction with measured values shifted in the same direction in each case, ie due to measurement errors, can cause the user to display incorrect, oversubscribed changes in direction. By means of an advantageous correction of the change in direction, this problem can be eliminated by means of damping. It is deliberately accepted that when an actual change in direction, the true direction is delayed. A very good compromise has been found when the user is shown the correct direction after about 3 seconds. In common GPS receivers, a new signal is available once per second. Since a pedestrian can turn the direction by a maximum of 180 °, ie direction reversal, this leads to a fictitious permissible change of direction of 60 °.
Zur Umsetzung dieser vorteilhaften Verfahrensergänzung stehen wiederum verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, wobei im Gegensatz zur Korrektur der Geschwindigkeit zwei grundsätzlich verschiedene Verfahrensweisen angewendet werden können:
Im Winkelkappungsverfahren kann zum einen die Richtungsänderung auf einen zulässigen Grenzwert von z. B. 60° bei 1 s Zyklus begrenzt werden. D. h. sofern eine vorläufige Richtungsänderung festgestellt wird, die größer ist, als der zulässige Grenzwert, wird ersatzweise eine reduzierte Richtungsänderung für die folgende Berechnung angewendet, welche in einfacher Art gleich dem Grenzwert gesetzt wird. Diese Ausführungsart entspricht weitgehend dem Verfahren zur Begrenzung der Geschwindigkeit.In order to implement this advantageous addition to the method, in turn, various options are available, and in contrast to the correction of the speed, two fundamentally different procedures can be used:
In the Winkelkappungsverfahren, on the one hand, the change in direction to an allowable limit of z. B. 60 ° at 1 s cycle be limited. Ie. if a provisional change in direction is detected which is greater than the permissible limit value, a reduced direction change is used as a substitute for the following calculation, which is simply set equal to the limit value. This embodiment largely corresponds to the method for limiting the speed.
Bei Überschreiten des Grenzwertes wird folglich eine Maximalposition ermittelt, welche sich aus der zulässigen Richtungsänderung ergibt.When the limit value is exceeded, consequently, a maximum position is determined, which results from the permissible change in direction.
Im Winkelteilungsverfahren kann zum anderen die Richtungsänderung auf einen Bruchteil der vorläufigen Richtungsänderung reduziert werden. D. h. in diesem Falle wird immer bei Anwendung des Verfahrensschrittes die vorläufige Richtungsänderung modifiziert auf eine reduzierte Richtungsänderung. Entsprechend den vorhergehenden Ausführungen soll bevorzugt die Anzeige nach circa 3 Sekunden der wahren Richtung – von Messfehlern abgesehen – entsprechen. Bei einer Zykluszeit von 1 Sekunde und der maximal möglichen Richtungsänderung von 180° führt dies zu einem Winkelteiler von 3 bzw. einer Multiplikation der vorläufigen Richtungsänderung mit einem Winkelfaktor von 1/3 um zur reduzierten Richtungsänderung zu kommen. Auf Basis der reduzierten Richtungsänderung wird in Folge eine neue Maximalposition ermittelt. In Abhängigkeit davon, auf welche Richtungsänderung dieses ergänzende Verfahren angewendet wird (d. h. auf den Messweg, die Prognosestrecke oder den Anzeigeweg), kann es notwendig bzw. vorteilhaft sein, jeweils die vorhergehende Richtungsänderung bei der Berechnung der reduzierten Richtungsänderung mit einzubeziehen.On the other hand, in the angle division method, the direction change can be reduced to a fraction of the provisional change of direction. Ie. In this case, whenever the method step is used, the provisional direction change is always modified to a reduced direction change. According to the preceding explanations, the display should preferably correspond to the true direction after about 3 seconds, apart from measurement errors. With a cycle time of 1 second and the maximum possible change in direction of 180 °, this leads to an angle divider of 3 or a multiplication of the provisional change of direction with an angle factor of 1/3 to come to the reduced direction change. On the basis of the reduced change of direction, a new maximum position is subsequently determined. Depending on which direction change this supplemental method is applied to (i.e., on the measurement path, the forecast route, or the display path), it may be necessary or advantageous to include the previous directional change in the calculation of the reduced directional change.
Die Umsetzung der vorteilhaften Prüfung der Richtungsänderung kann in einer ersten Ausführungsart wiederum umgehend nach der Berechnung des Messweges im Schritt (B1) erfolgen. Hierzu wird die vorläufige Richtungsänderung zwischen dem vorhergehenden Messweg und dem aktuellen Messweg ermittelt. Wie auch bei der möglichen Überschreitung einer zulässigen Geschwindigkeit steht eine weitere Option zur Verfügung. Es kann bei Überschreiten des Grenzwertes von z. B. 60° hinsichtlich der vorläufigen Richtungsänderung der Qualitätswert der letzten Messposition reduziert werden. Alternativ kann das zuvor beschriebene Winkelteilungs- oder Winkelkappungsverfahren eingesetzt werden. Hierbei wird mittels der reduzierten Richtungsänderung ein Ersatz-Messweg und mittels der Maximalposition eine Ersatz-Messposition bestimmt. Mit der Ersatz-Messposition wird im Folgenden das Navigationsverfahren fortgeführt.In a first embodiment, the implementation of the advantageous check of the change in direction can again take place immediately after the calculation of the measuring path in step (B1). For this purpose, the provisional change of direction between the previous measuring path and the current measuring path is determined. As with the possible exceeding of a permissible speed, another option is available. It can exceed the limit of z. B. 60 ° with regard to the provisional change in direction of the quality value of the last measurement position can be reduced. Alternatively, the angular pitch or angle capping method described above may be used. In this case, a replacement measuring path is determined by means of the reduced change in direction, and a substitute measuring position is determined by means of the maximum position. In the following, the navigation method is continued with the replacement measurement position.
In zweiter Anwendungsart kann vorteilhaft nach der im Schritt (B3) ermittelten Prognosestrecke die vorläufige Richtungsänderung zwischen der Prognosestrecke und dem vorherigen Anzeigeweg ermittelt werden. Auf diese vorläufige Richtungsänderung kann wiederum das zuvor beschriebene Winkelteilungs- oder Winkelkappungsverfahren eingesetzt werden. In der Umsetzung entsteht somit aus der reduzierten Richtungsänderung eine neue Ersatz-Prognosestrecke, wobei die Prognosekoordinate durch die im Winkelverfahren ermittelte Maximalposition bestimmt wird. Mit dieser Ersatz-Prognosekoordinate wird das Berechnungsverfahren fortgeführt.In the second type of application, it is advantageously possible to determine the preliminary change in direction between the forecast path and the previous display path after the prediction path determined in step (B3). In turn, the above-described angle division or Winkelkappungsverfahren can be used on this provisional change in direction. In the implementation, therefore, the reduced direction change results in a new replacement prognosis route, the prognosis coordinate being determined by the maximum position determined by the angle method. The calculation method is continued with this replacement forecast coordinate.
Alternativ oder ergänzend ist gleichfalls die Prüfung im Schritt (C) auf die vorläufige Richtungsänderung zwischen dem zuletzt aktuell berechneten Anzeigeweg und dem vorherigen Anzeigeweg möglich. Wiederum kann das Winkelteilungs- oder Winkelkappungsverfahren angewendet werden. Im Ergebnis erzeugt somit die reduzierte Richtungsänderung die auf dem Navigationsgerät anzuzeigende Richtungsänderung und die ermittelte Maximalposition wird zur Anzeigeposition, welche am Navigationsgerät dem Benutzer mitgeteilt wird.Alternatively or additionally, the test in step (C) on the provisional change in direction between the last currently calculated display path and the previous display path is also possible. Again, the angle division or angle capping method can be used. As a result, the reduced direction change thus generates the direction change to be displayed on the navigation device, and the detected maximum position becomes the display position notified to the user at the navigation device.
Da bekanntlich ein Fußgänger jederzeit seine Fortbewegung ändern kann, indem er z. B. ein Fahrzeug benutzt ist, ist im Folgenden die weitere Fußgängernavigation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unvorteilhaft. Insofern wird bei Erkennen eines mehrfachen Überschreitens eines Abstandsgrenzwertes zwischen der aktuellen Position und einer vorhergehenden Position das Navigationsverfahren für Fußgänger abgebrochen werden. Dieser Grenzwert wird vorteilhafterweise mit 20 km/h gewählt. Die angegebenen Werte hinsichtlich Geschwindigkeit mit z. B. 12 km/h und 20 km/h sind vorteilhafte Annahmen. Es ist offensichtlich, dass bei einer Abweichung hiervon das erfindungsgemäße Verfahren unverändert in vorteilhafter Weise angewendet werden kann. Je nach Abweichung ergeben sich nicht nennenswerte bzw. vom Benutzer erkennbare Verschlechterungen in der Anwendung der erfindungsgemäßen Fußgängernavigation.As is known, a pedestrian can change his locomotion at any time by z. B. a vehicle is used, the further pedestrian navigation according to the inventive method is unfavorable in the following. In this respect, upon detection of a multiple crossing of a distance limit between the current position and a previous position the navigation method for pedestrians are canceled. This limit is advantageously chosen at 20 km / h. The specified values in terms of speed with z. B. 12 km / h and 20 km / h are favorable assumptions. It is obvious that in a deviation thereof, the inventive method can be applied unchanged in an advantageous manner. Depending on the deviation, there are no noteworthy or recognizable deteriorations in the use of the pedestrian navigation according to the invention.
In aller Regel arbeiten GPS-Empfänger und Navigationsgerät in festgelegten Zyklen von zumeist 1 Sekunde. Folglich ist eine Umrechnung von Geschwindigkeiten bzw. Winkelgeschwindigkeiten in Längen und Winkel trivial. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch unabhängig von einem festen Zyklus uneingeschränkt einsatzfähig, da es lediglich erforderlich ist, an entsprechender Stelle die aktuelle Zeitspanne zwischen der vorhergehenden Messung und der aktuellen Messung zu berücksichtigen.As a rule, the GPS receiver and navigation device operate in fixed cycles of mostly 1 second. Consequently, a conversion of speeds or angular velocities into lengths and angles is trivial. However, the method according to the invention is fully operational independently of a fixed cycle since it is only necessary to take account of the current time interval between the previous measurement and the current measurement at the appropriate place.
Hinsichtlich der weiteren Verwertung der Anzeigeposition zur Darstellung auf der Anzeige des Navigationsgerätes gibt es weitere Aspekte, die es zu berücksichtigen gilt, insbesondere, wenn aus dem letzten Anzeigeweg
In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung wird bei einem zu großen Abstand zwischen Anzeige- und Messposition dann die Messposition als korrekte Position interpretiert und die Historie der letzten Messpositionen verworfen, wenn die Qualität der Messposition verglichen mit den vorigen Messpositionen sich deutlich verbessert hat. So kann z. B. bei einem hinzugekommenen Satelliten unmittelbar eine viel bessere Positionsmessung erfolgen, während nach dem bisherigen Verfahren die tatsächliche Anpassung an die korrekte Position nur sukzessiv erfolgen würde. Durch diesen Verfahrensschritt wird die bessere Position unmittelbar auch übernommen und die bisherigen Messungen mit schlechterer Qualität verfälschen nicht mehr die Anzeigeposition. Die Anwendung dieses zusätzlichen Verfahrensschrittes ist insbesondere in der Startphase des Navigationssystems sinnvoll. Da hierbei in kürzeren Abständen die Position zunehmend genauer bestimmt werden kann, kann es zu erheblichen Positionssprüngen kommen, wobei in der Regel jeder neuere Wert in der Anfangsphase genauer und somit treffender ist, als der vorherige Wert. Unabhängig von der mit einem anfangs sehr geringen Qualitätsfaktor versehenen Messposition verfälscht diese Position das nachfolgend bessere Messergebnis.In a further advantageous embodiment, if the distance between the display and the measuring position is too great, then the measuring position is interpreted as the correct position and the history of the last measuring positions is discarded if the quality of the measuring position has improved significantly compared with the previous measuring positions. So z. B. in a satellite added directly done a much better position measurement, while according to the previous method, the actual adjustment to the correct position would be made only successively. By this method step, the better position is taken over immediately and the previous measurements with poorer quality no longer falsify the display position. The application of this additional process step is particularly useful in the startup phase of the navigation system. Since in this case the position can be determined more and more accurately at shorter intervals, significant positional jumps can occur, with each newer value in the initial phase usually being more accurate and therefore more accurate than the previous value. Regardless of the measuring position provided with an initially very low quality factor, this position falsifies the subsequently better measuring result.
Die Umsetzung dieses ergänzenden Verfahrensschrittes kann in einfacher Weise erfolgen, indem geprüft wird, ob der Qualitätswert der neuen Messposition um ein vielfaches höher ist, als der Qualitätswert der vorhergehenden Messposition bzw. der vorhergehenden Messpositionen. So kann beispielsweise bei einer Steigerung des Qualitätswertes über den Faktor 2 hinaus, z. B. alter Wert 0,3 und neuer Wert 0,7, die Korrektur umgesetzt werden. Äquivalente Berechnungen sind nahe liegend möglich. Hierzu können zur Beibehaltung der üblichen Rechenvorschrift der Qualitätswert der vorhergehenden Messposition bzw. die Qualitätswerte aller vorhergehenden Messpositionen auf Null gesetzt werden.The implementation of this supplementary method step can be carried out in a simple manner by checking whether the quality value of the new measuring position is many times higher than the quality value of the preceding measuring position or of the preceding measuring positions. Thus, for example, with an increase in the quality value beyond the
Entsprechend der Aufgabe ist eine erfindungsgemäße Einrichtung ein Navigationsgerät, welches ein Verfahren zur Positionsbestimmung nach einem der angegührten Ansprüche einsetzt.According to the object, a device according to the invention is a navigation device, which uses a method for position determination according to one of the claims appended.
Vorteilhaft wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem bevorzugten Navigationsgerät, welches zugleich ein Mobilfunkgerät ist. Dieses besitzt vorzugsweise hierbei geringe Abmessungen und geringes Gewicht und folglich ein Volumen von weniger als 200 cm3, insbesondere weniger als 100 cm3.Advantageously, the use of the method according to the invention in a preferred navigation device, which is also a mobile device. This preferably has hereby small dimensions and low weight and consequently a volume of less than 200 cm 3 , in particular less than 100 cm 3 .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Verfahrens, insbesondere in den folgenden Ausführungen zu dem in den Figuren dargestellten Beispiel, eine Betrachtung in einer Ebene mit zwei linearen Koordinaten angestellt wird. In der Umsetzung jedoch liefern die handelsüblichen GPS-Empfänger geographische Koordinaten mit Längen- und Breitengrade. Diese jedoch sind bekanntlich Orte auf einer Kugel und folglich ist eine – wie vereinfacht dargestellt – Berechnung mit „Weg = Punkt-1 – Punkt-2” nicht möglich. Vielmehr bedarf es hier eine angepassten Berechnungsweise auf Basis der geographischen Koordinaten. Dieses ist jedoch für den Fachmann aufgrund mathematischer Beziehungen leicht umsetzbar.It should be expressly pointed out that for a better understanding of the method, in particular in the following explanations to the example shown in the figures, a consideration is made in a plane with two linear coordinates. In the implementation, however, the commercially available GPS receivers provide latitude and longitude geographic coordinates. However, these are known to be places on a sphere and consequently a - as simplified - calculation with "way = point-1 - point-2" is not possible. Rather, it requires an adapted calculation method based on the geographical coordinates. However, this is easily implementable for the skilled person due to mathematical relationships.
In den nachfolgenden Figuren wird das erfindungsgemäße Verfahren deutlich. Hierbei wurden fiktive Koordinaten gewählt. Es zeigen:In the following figures, the inventive method is clear. Here, fictitious coordinates were chosen. Show it:
Die
Wie der Graphik zu entnehmen ist, verläuft zunächst die Prognosekoordinate
Im weiteren Verlauf ist beispielhaft die Messposition
Bei konstanter Bewegung liegen die Prognosekoordinaten nahe den gemessenen Punkten. Anhand der Vermittlung zwischen Messposition und Prognosekoordinate wird die Anzeigeposition
In
Ausgehend von den zuvor durchlaufenen Messwegen wird die Prognosestrecke
Zwischen der gemessenen Position
Dieses dargestellte Verfahren wiederholt sich iterativ mit jeder neuen Messung.This illustrated method repeats iteratively with each new measurement.
Das weitere vorteilhafte Merkmal zur Anwendung bei der Fußgängernavigation wird in
Äquivalentes ist in
Die nachfolgenden
Von
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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