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Geschwindigkeitserfassung fuer nichtstationaere Navigationssysteme

IP.com Disclosure Number: IPCOM000016448D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 7 (2003-07-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-25
Document File: 5 page(s) / 169K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Kraftfahrzeugen reicht eine Standortbestimmung nur mit Hilfe des Global Positioning Systems (GPS) nicht aus, da ein kontinuierlicher Empfang des Satellitensignals nicht immer gewaehrleistet ist. Deshalb benoetigen in Kraftfahrzeugen verwendete Navigationssysteme zusaetzlich eine Geschwindigkeitsmessung, die als Frequenzsignal vom Fahrzeug bereitgestellt werden muss, und eine Bestimmung der Fahrzeugrichtung mittels einer gyroskopischen Auswertung der Fahrzeugdrehungen zur genaueren Orientierung. Diese Daten werden dann mit dem sogenannten „map matching“-Verfahren mit einer digitalen Strassenkarte abgeglichen. Im Gegensatz zum GPS-Signal muss dabei das Geschwindigkeitssignal fuer eine genaue Navigation staendig verfuegbar sein. Die Bereitstellung dieses Signals erfordert jedoch bei heute erhaeltlichen Navigationssystemen einen erheblichen Umbauaufwand am Fahrzeug, weshalb ein nichtstationaerer Einsatz, z.B. die Verwendung eines Navigationssystems in mehreren Fahrzeugen, nicht praktikabel ist. Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem Informationen ueber die Fahrzeuggeschwindigkeit ohne weitreichende Veraenderungen am Fahrzeug, insbesondere ohne umstaendliche Verkabelung, als elektrisches Signal bereitgestellt werden koennen. Dabei soll die Geschwindigkeit hier, im Gegensatz zu einem anderen bereits bekannten aber technisch sehr aufwendigen Verfahren, das auf der optischen Abtastung der Fahrbahnoberflaeche beruht, mittels der Raddrehzahl ermittelt werden. Die erfindungsgemaesse Anordnung besteht aus einem Modul, das am Rad befestigt wird (Radmodul), einem Empfangsteil und ggf. aus einem Ladegeraet. Die Geschwindigkeitsinformationen werden dabei drahtlos, z.B. ueber Funk, vom Radmodul zum Empfangsgeraet uebertragen, welches die Signale aufbereitet und dem Navigationssystem zufuehrt. Unterschiedliche Reifengroessen koennen hierbei von der Systemsoftware erkannt und kompensiert werden („map matching“). Das Radmodul muss wegen der bestehenden Umwelteinfluesse (Staub, Wasser, Salz etc.) in einem hermetisch abgeschlossenen Gehaeuse untergebracht werden. Dieses kann z.B. mit Spannfedern leicht an vorhandenen Felgenloechern angebracht werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Anbringung am Rad moeglichst zentrisch erfolgt, um Unwuchten zu vermeiden (Abb. 1).

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S

© SIEMENS AG 2003 file: 2003J05428.doc page: 1

Geschwindigkeitserfassung fuer nichtstationaere Navigationssysteme

Idea: Bernd Uerdingen, DE-Babenhausen

Bei Kraftfahrzeugen reicht eine Standortbestimmung nur mit Hilfe des Global Positioning Systems (GPS) nicht aus, da ein kontinuierlicher Empfang des Satellitensignals nicht immer gewaehrleistet ist. Deshalb benoetigen in Kraftfahrzeugen verwendete Navigationssysteme zusaetzlich eine Geschwindigkeitsmessung, die als Frequenzsignal vom Fahrzeug bereitgestellt werden muss, und eine Bestimmung der Fahrzeugrichtung mittels einer gyroskopischen Auswertung der Fahrzeugdrehungen zur genaueren Orientierung. Diese Daten werden dann mit dem sogenannten "map matching"-Verfahren mit einer digitalen Strassenkarte abgeglichen. Im Gegensatz zum GPS- Signal muss dabei das Geschwindigkeitssignal fuer eine genaue Navigation staendig verfuegbar sein. Die Bereitstellung dieses Signals erfordert jedoch bei heute erhaeltlichen Navigationssystemen einen erheblichen Umbauaufwand am Fahrzeug, weshalb ein nichtstationaerer Einsatz, z.B. die Verwendung eines Navigationssystems in mehreren Fahrzeugen, nicht praktikabel ist.

Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem Informationen ueber die Fahrzeuggeschwindigkeit ohne weitreichende Veraenderungen am Fahrzeug, insbesondere ohne umstaendliche Verkabelung, als elektrisches Signal bereitgestellt werden koennen. Dabei soll die Geschwindigkeit hier, im Gegensatz zu einem anderen bereits bekannten aber technisch sehr aufwendigen Verfahren, das auf der optischen Abtastung der Fahrbahnoberflaeche beruht, mittels der Raddrehzahl ermittelt werden. Die erfindungsgemaesse Anordnung besteht aus einem Modul, das am Rad befestigt wird (Radmodul), einem Empfangsteil und ggf. aus einem Ladegeraet. Die Geschwindigkeitsinformationen werden dabei drahtlos, z.B. ueber Funk, vom Radmodul zum Empfangsgeraet uebertragen, welches die Signale aufbereitet und dem Navigationssystem zufuehrt. Unterschiedliche Reifengroessen koennen hierbei von der Systemsoftware erkannt und kompensiert werden ("map matching"). Das Radmodul muss wegen der bestehenden Umwelteinfluesse (Staub, Wasser, Salz etc.) in einem hermetisch abgeschlossenen Gehaeuse untergebracht werden. Dieses kann z.B. mit Spannfedern leicht an vorhandenen Felgenloechern angebracht werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Anbringung am Rad moeglichst zentrisch erfolgt, um Unwuchten zu vermeiden (Abb. 1).

Eine Sensoreinheit im Radmodul erfasst die Rotation des Rades und wandelt sie in elektrische Signale um. Hierzu bieten sich verschiedene Alternativen an. Eine kostenguenstige Loesung verwendet einen Dauermagneten, der am Drehpunkt des Radmodulgehaeuses so exzentrisch aufgehaengt wird, dass er sich bei der Raddrehung nicht mitbewegt. Ein magnetisch empfindliches Bauteil, wie z.B. ein Reed-Kontakt oder ein Hall-Sensor, befindet sich im aeusseren Teil des Gehaeuses. Dieses dreht sich bei der Rotation de...