[发明专利]确定运输工具的位置和/或取向的设备和方法以及固定站

说明书

本发明涉及用于高精确地确定要定位的运输工具的位置和/或取向的方法，其设计用于在无线通信网络中的通信。尤其是针对自动行驶和建筑物内的导航而需要这种高精确自定位。在此由运输工具发出短时长的宽带脉冲到附近的固定站，宽带脉冲在被附近的固定站接收时以应答脉冲的立即的返回信息的方式被应答。因此在运输工具中进行对所发射的脉冲的直至来自附近的固定站之一的返回信息的应答脉冲抵达为止的运行时间的测量。在通过安置在运输工具的多个不同位置处的多个天线元件来进行脉冲的发送并且分别测量直至应答脉冲分别抵达各个天线元件处的时间的情况下，能够利用所得出的运行时间和固定站的天线元件的已知位置通过交点计算来进行高精确的自定位。

技术领域

本发明涉及用于高精确地确定要定位的运输工具的位置和/或取向的方法。该提议还涉及用于高精确地确定要定位的运输工具的位置和/或取向的设备以及用于移动无线电通信系统的固定站（Feststation）。

背景技术

对于在公共道路交通中彼此直接通信的装备有无线电通信模块的运输工具的场景，无论是为了协作式行驶还是自主行驶，还是也为了参与移动无线电和连接到互联网或者以其他数据服务来进行供给，在安全关键的应用情况下的高可靠性都是不间断的或者对于客户而言是非常重要的。

导航辅助装置已经占领了许多人的日常。因此，所述导航辅助装置在农村地区和在城市地区都有助于有针对性地驶向多个地点并且最小化运输路线的时间。在此，特别是在运输工具应用中，通常动用到卫星导航，为了提高鲁棒性的目的，来自其他运输工具传感器的信号的信息被一并纳入到卫星导航中。已知的是通称为GNSS、相应于全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System）的卫星导航。

然而，在建筑密集的区域中，卫星导航装置会触及技术极限，因为卫星信号在狭窄的房屋峡谷中可能常常并不直接地而是仅间接地在（多次）在房屋墙壁处反射之后被接收。由此，基于卫星的定位结果部分地如此强烈地被歪曲，使得其至少暂时地并不适合用于根据（更不精确的）运输工具传感器信号来对位置估计进行校正。

在建筑物之内，定位任务变得还要更困难。因为卫星信号通常并不穿透屋顶和墙壁，必须针对室内导航应用来开发如下方法，该方法即使在没有卫星信号的情况下也完全应付得了。在此需要：满足与室外导航相比明显更高的精确度要求。这在作为最重要的运输工具应用的在停车楼内运输工具的自主行驶的情况下是必要的，以避免与其他运输工具或停车楼障碍物的碰撞，而在作为典型的非运输工具应用的电子博物馆讲解器的情况下在几米的不精确度的情况下就已经有将用户导航到错误房间的危险。

作为针对室内导航的并不基于卫星的替代方案，例如考虑常常已经存在的WLAN网络的场强。在此，必须利用终端设备、也即例如电子博物馆讲解器或运输工具导航系统的附加单元来测量信号并且将其与WLAN网络的表征性的场强分布的地图相比较。经由地磁场进行的所在地点确定也基于这种原理，通过建筑物特性来显著改变该地磁场。但是，用于创建和连续更新场强地图的耗费特别是在明显的（ausgeprägt）精确度要求的背景下是高的。

另一可能性基于将多个小的发送器安置在建筑物之内，这些发送器例如传输蓝牙低能量信号（BLE信号）。于是，例如借助三边测量来确定所在地点：根据三个发送器的信号来确定这些发送器与终端设备的相应距离并且借助于已知的发送器所在地点和所确定的距离通过交点计算来确定位置。为了测距，可以类似地像是在雷达技术中那样在该运输工具的测量信号抵达时执行所发出的信号的运行时间测量，其中这些信号被反射回或者立即由该发送器重新发射。另一可能性在于场强测量，由此借助于相应精确的关于场强分布的地图在标准辐射（Normausstrahlung）情况下同样地确定与发送器的距离。