NL9001810A - Werkwijze voor de positiebepaling van een voertuig, inrichting voor de positiebepaling van een voertuig, alsmede voertuig voorzien van de inrichting. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Werkwijze voor de positiebepaling van een voertuig, inrichting voor de positiebepaling van een voertuig, alsmede voertuig voorzien van de inrichting.

Voor toepassing in de auto worden elektronische navigatie-en informatiesystemen ontwikkeld. Deze kunnen de bestuurder van een auto of zijn passagiers van de taak ontheffen om de beste route naar een bestemming te bepalen. Vooral voor politie, brandweer, ambulances en dergelijke is het van groot belang geen tijd te verliezen met het zoeken van de juiste weg, maar ook de doorsnee-automobilist kan veel ergernis bespaard blijven door het gebruik van zo'n systeem. Niet alleen kan het systeem op onbekend terrein van nut zijn, maar ook in een vertrouwde omgeving door het uitstippelen van een route die verkeersopstoppingen vermijdt.

Voor een dergelijk systeem is het noodzakelijk om de actuele positie van een te navigeren voertuig te kennen.

De uitvinding betreft een werkwijze voor de positiebepaling van een voertuig, waarbij navigatie-parameters worden gemeten, waarmee periodiek gegist bestek coördinaten worden berekend, die worden vergeleken met in een globale database opgeslagen topografische en verkeerstechnische informatie, een inrichting voor de positiebepaling van een voertuig, voorzien van een geheugen voor het opslaan van een globale database met topografische en verkeerstechnische informatie en een processor die is geprogrammeerd om periodiek op grond van gemeten navigatie-parameters gegist bestek coördinaten te berekenen, alsmede een voertuig voorzien van een inrichting. Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit het artikel "CARIN, a car information and navigation system" van M.L.G. Thoone, Philips Technical Review, Vol.43, No.11/12, december 1987.

De uitvinding beoogt onder andere te voorzien in een efficiëntere werkwijze en inrichting die een nauwkeurigere plaatsbepaling mogelijk maken. Daartoe heeft een werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat een locale navigatie-database LND wordt bijgehouden met relevante deel-informatie uit de globale database, waarbij met gebruikmaking van de gegist bestek coördinaten teststappen worden uitgevoerd op routesegmenten uit de locale navigatie-database, op grond waarvan routesegmenten, die mogelijk gereden routes vormen, worden opgeslagen in een datastructuur PSD. Door het gebruik van een locale navigatie-database die telkens wordt aangepast aan de actuele positie zijn de voor het testen benodigde gegevens uit de database steeds paraat. Dit is van belang omdat de omvang van de globale database zeer groot is en daardoor de toegangstijd tot de gegevens niet verwaarloosbaar is. Het opslaan van de routesegmenten, die door middel van de teststappen geselecteerd zijn uit de locale navigatie-database, is een hulpmiddel voor een nauwkeurigere positiebepaling. Zo kan bij een richtingsverandering van het voertuig het juiste routesegment uit de opgeslagen routesegmenten herkend worden.

Volgens een andere uitvoeringsvorm heeft een werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat uit opeenvolgend berekende gegist bestek coördinaten pseudo-segmenten worden afgeleid, die een pseudo-route vormen en die worden opgeslagen in een verdere datastructuur DRD. De afgeleide pseudo-segmenten vormen de geschiedenis van de gegist bestek coördinaten (ook wel Dead Reckoning History genoemd). Het opslaan hiervan is eveneens een hulpmiddel voor een nauwkeurigere positiebepaling. Zo kan een markant punt in de Dead Reckoning History herkend worden in de topografische gegevens.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm is een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat wanneer de verdere datastructuur DRD een bezettingsgraad heeft die groter is dan een eerste drempelwaarde, zoveel oudste pseudo-segmenten uit de verdere datastructuur DRD worden verwijderd, dat de nieuwe bezettingsgraad kleiner is dan een tweede drempelwaarde. De oudste segmenten zijn degene die het eerst in de datastructuur werden geplaatst. Zo wordt overflow vermeden, terwijl de meest relevante informatie bewaard blijft.

Volgens een voorkeurs uitvoeringsvorm is een werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat door vergelijking van de routesegmenten in de datastructuur PSD en de pseudo-segmenten in de verdere datastructuur DRD periodiek een correctievector voor de gegist bestek coördinaten wordt bepaald. Op deze manier wordt een nog grotere nauwkeurigheid bereikt bij de bepaling van de correctievector, die wordt gebaseerd op de recent berekende gegist bestek coördinaten en de corresponderende mogelijk gereden routesegmenten. Zo kan door de vorm van de recente Dead Reckoning History met grote zekerheid het juiste routesegment uit PSD bepaald worden.

Een inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de processor verder is geprogrammeerd om teststappen ter vergelijking van de gegist bestek coördinaten met de informatie uit de database uit te voeren, waarbij de inrichting verder is voorzien van een eerste werkgeheugen voor het opslaan van een dynamische locale navigatie-database LND, een tweede werkgeheugen voor het opslaan van een datastructuur PSD met op grond van de teststappen mogelijk gereden routesegmenten, en een derde werkgeheugen voor het opslaan van een verdere datastructuur DRD met uit opeenvolgend berekende gegist bestek coördinaten afgeleide pseudo-segmenten, die een pseudo-route vormen, waarbij de processor door vergelijking van de inhoud van het tweede en het derde werkgeheugen periodiek een correctievector voor de gegist bestek coördinaten bepaalt.

De uitvinding zal nu aan de hand van de volgende tabellen en figuren worden toegelicht.

Tabel 1 geeft een pseudo-code algoritme dat de richtingtest beschrijft; tabel 2 geeft een voorbeeld van een lijst SPR met segmenten met een passende richting; tabel 3 geeft een voorbeeld van een lijst L2 met segmenten die ook de VLPA-test doorstaan; tabel 4 illustreert hoe een segment in een lijst L3 wordt geplaatst; tabel 5 geeft een pseudo-code algoritme dat de aanpassing van een lijst L1 beschrijft; tabellen 6A, 6B, 6C en 6D illustreren de opbouw van datastructuur PSD met behulp van lijst L3.

Figuur 1 geeft een navigatiesysteem voor een auto weer; figuur 2 geeft een stroomdiagram dat een werkwijze volgens de uitvinding illustreert; figuur 3 illustreert de VLPA-test; figuur 4 geeft een stroomdiagram dat beschrijft hoe lijst L3 wordt gevormd; figuur 5 geeft een stroomdiagram dat een nadere uitwerking van blok D4 van figuur 4 geeft; figuur 6 geeft een stroomdiagram dat een nadere uitwerking van blok D8 van figuur 4 geeft; figuren 7 en 8 illustreren het passend aansluiten van segmenten; figuur 9 geeft een stroomdiagram dat een nadere uitwerking van blok D10 van figuur 4 geeft; figuur 10 geeft een stroomdiagram dat beschrijft hoe datastructuur PSD wordt gevormd; figuur 11 illustreert aan de hand van een gedeelte van een wegennet de opbouw van datastructuur PSD; figuur 12 toont boomstructuren ter illustratie van de tabellen 6A, 6B, 6C en 6D; figuur 13 geeft een stroomdiagram dat beschrijft hoe nieuwe data uit de globale database opgevraagd worden; figuur 14 geeft een stroomdiagram dat een verdere werkwijze volgens de uitvinding illustreert; figuur 15 illustreert de bepaling van een correctievector; figuur 16 toont een inrichting volgens de uitvinding.

Een navigatie- en informatiesysteem voor automobielen als bijvoorbeeld CARIN (CAR Information and Navigation system) bepaalt periodiek de plaats van het voertuig, bepaalt de beste route, begeleidt de bestuurder met behulp van een spraak-synthesizer of een weergavepaneel voor symbolen, selecteert een alternatieve route als door gecodeerde digitale radiosignalen verkeersbelemmeringen worden gesignaleerd en kan ook nog toeristische informatie verschaffen.

Voor de opslag van de digitale data, die de benodigde topografische en verkeerstechnische informatie (zoals wegen, kruispunten met voorrangsregeling, stoplichten, aantal rijstroken of breedte van wegen, stijgingspercentages, wegcategorieën, maximum snelheden etcetera) representeren, wordt bij CARIN de Compact Disc gebruikt.

In figuur 1 is een navigatiesysteem voor een auto weergegeven. Via bus 1.1 staan met elkaar in verbinding een microprocessor 1.2 en een achtergrondgeheugen 1.3 met een globale database met topografische en verkeerstechnische informatie (bijvoorbeeld een CD met een opslagcapaciteit van 4800 Mbit). Een radio 1.4 ontvangt behalve de op zich bekende radiosignalen ook gecodeerde digitale radiosignalen 1.7 die informatie over de actuele toestand van het verkeer bevatten. Deze signalen worden in decoder 1.5 gedecodeerd, die via een interface 1.6 met bus 1 is verbonden. Een toetsenbord 1.8 staat via een interface 1.10 in verbinding met bus 1, evenals display 1.9 dat een monitor en een elektronische spraaksynthesizer met luidsprekers bevat voor het weergeven van topografische, verkeerstechnische en navigatiegegevens. Via een interface 1.11 bepaalt microprocessor 1.2 met behulp van een kompas 1.12 (bijvoorbeeld een optische fiber gyroscoop), een kilometerteller 1.13 en wielsensoren 1.14 periodiek gegist bestek coördinaten die de actuele positie van het voertuig representeren.

De topografische en verkeerstechnische informatie kan op verschillende manieren gedigitaliseerd worden. De raster scanning methode bijvoorbeeld werkt als volgt. Een wegenkaart (bijvoorbeeld schaal 1:100.000) wordt verdeeld in beeldelementen (pixels) van bijvoorbeeld 0,1 mm bij 0,1 mm. De kleur van elke pixel wordt gerepresenteerd door een digitale code. Een andere methode die veel minder opslagcapaciteit vergt, is de vectormethode. Hierbij worden de wegassen benaderd door rechte lijnstukken, die elk een vector representeren. Een eindpunt van een vector dat aan bepaalde eisen voldoet, heet knoop of 0-cel. Een vector of reeks vectoren die twee knopen verbindt, heet keten of 1-cel. Een oppervlak omsloten door ketens heet 2-cel. De begrippen 0-cel, 1-cel en 2-cel zijn bekend uit de topologie; zie S. Lefschetz, "Introduction to topology", Princeton University Press, Princeton, N.J., 1949.

Bij de te bespreken methoden voor de positiebepaling van het voertuig wordt ervan uitgegaan dat de digitalisering is geschied met de vectormethode.

In het vervolg zullen de samenstellende vectoren van een keten tussen twee knopen routesegmenten of kortweg segmenten worden genoemd. De globale database met topografische en verkeerstechnische informatie heeft de volgende structuur.

Het netwerk van wegen is vertaald in een grafische structuur van punten verbonden door rechte lijnstukken, zogenaamde segmenten. De positie van elk punt is gegeven door twee coördinaten (bijvoorbeeld Cartesische). Er zijn twee soorten punten: knopen en tussenpunten.

Een knoop kan zijn: - een punt waar meer dan twee segmenten samenkomen; - een kruispunt met de rand van de kaart of met een andere kunstmatige grens; - een kruispunt met een bestuurlijke grens; - het eindpunt van een doodlopende straat; - een punt waar voor een straat een toegevoegd item verandert (zoals naam of wegcategorie).

Alle andere punten heten tussenpunten. Deze komen bijvoorbeeld voor bij een bocht in de weg of worden gebruikt om de kromming van een weg door rechte segmenten te benaderen. Knopen zijn verbonden door ketens, bestaande uit een of meer segmenten. De grafische structuur gevormd door de ketens is het skelet van de gedigitaliseerde kaart, waaraan nog items zijn toegevoegd, zoals straatnamen, wegcategorieën, eenrichtingsbepalingen etcetera. Deze grote hoeveelheid data is onderverdeeld in zogenaamde kavels.

Voor het bepalen van de actuele positie van het voertuig berekent de processor telkens gegist bestek coördinaten, op grond van gemeten navigatie-parameters zoals rijrichting en aantal omwentelingen van de wielen.

Door meetfouten, afrondfouten etcetera kan de berekende actuele positie afwijken van de werkelijke actuele positie. Dergelijke fouten kunnen worden onderverdeeld in systematische fouten en random fouten. Systematische fouten in de meetresultaten kunnen worden geëlimineerd door calibreren. De grootte van random fouten kan worden geschat, en kan tot uitdrukking worden gebracht door middel van de zogenaamde VLPA (Vehicle Location Probability Area). Dit waarschijnlijkheidsgebied rond de gegist bestek coördinaten heeft de vorm van een ellips waarvan de afmetingen volgen uit wetten voor de voortplanting van random fouten.

Om nu de actuele positie van het voertuig beter te kunnen bepalen, worden de gegist bestek coördinaten vergeleken met de topografische en verkeerstechnische informatie zoals die is opgeslagen in de globale database.

Deze informatie is enorm omvangrijk en dient hiertoe hanteerbaar te worden gemaakt. Daarom wordt een locale navigatie-database (LND) bijgehouden met deel-informatie waarop teststappen worden uitgevoerd, op grond waarvan mogelijk gereden routesegmenten uit de LND worden opgeslagen in een datastructuur. Van dit proces is in figuur 2 een stroomdiagram weergegeven. In blok 2.1 wordt de LND aangepast aan de actuele situatie. Dit gebeurt als volgt. Ten eerste worden antwoorden ontvangen op eerdere verzoeken om data aan de globale database, zogenaamde queries. Vervolgens worden additioneel benodigde grootheden berekend (bijvoorbeeld de lengte of de richting van een segment). Dan worden de antwoorden in de LND opgeslagen. Tenslotte worden overbodige data verwijderd uit de LND.

De LND bestaat uit drie delen: een ketenlijst KL, een segmentenlijst SL en een nieuwe datalijst NL. Deze lijsten zijn bij voorkeur linked list structuren, die het voordeel van variabele lengte hebben. Dit is van belang voor het dynamische gedrag van de LND. Bij zo'n linked list structuur worden data-entiteiten gekoppeld door middel van pointers. Het voordeel hiervan ten opzichte van het gebruik van arrays is dat de afmetingen van de structuur niet vantevoren vastgesteld hoeven te worden. De ketenlijst KL bevat de specifieke keteninformatie die niet voor elk segment nodig is. Per keten bevat deze lijst de volgende items: - ketennummer (CD-nummer, kaveladres, ketenrangnummer); - beginknoop (knooprangnummer); - pointer naar lijst met andere ketens vanuit beginknoop; - eindknoop; - pointer naar lijst met andere ketens vanuit eindknoop; - aantal segmenten van de keten; - wegcategorie (bijvoorbeeld autobaan, B-weg); - status (van de keten: bijvoorbeeld brug, viaduct); - eenrichtingsbepaling (4 mogelijkheden); - helling (bijvoorbeeld een getal van 1 tot 15, dat een interval van hellingspercentages representeert).

Genoemde lijsten met andere ketens (linked lists) bevatten: - ketennummer (CD-nummer, kaveladres, ketenrangnummer); - aantal tussenpunten; - beginknoop; - eindknoop.

De segmentlijst SL bevat: - segmentnummer (CD-nummer, kaveladres, ketenrangnummer, segmentrangnummer); - segmentrichting; - segmentlengte; - aantal tussenpunten van de keten; - beginpunt (knoop of tussenpunt); - eindpunt.

De nieuwe datalijst NL heeft dezelfde structuur als de segmentlijst SL; de meest recent ingevoerde segmenten staan erin. Met deze lijsten kunnen antwoorden gevonden worden op vragen aan de LND zoals: - geef alle segmenten waarvan de richting niet meer dan een drempelwaarde verschilt van de actuele rijrichting van het voertuig; - geef de meest recent ingevoerde segmenten; - geef informatie over een bepaalde keten; - geef voor een bepaalde keten en diens begin- of eindknoop de andere ketens vanuit die knoop; - geef de richting van een bepaald segment.

Als queries aan de globale database data opleveren, worden deze in de LND geplaatst en worden eventueel additioneel benodigde grootheden berekend. De inhoud van de LND wordt beperkt door regelmatig de niet meer relevante ketens (die bijvoorbeeld niet meer in de buurt van de actuele positie liggen) uit de LND te verwijderen.

Na dit aanpassen van de LND wordt in blok 2.2 een aantal teststappen uitgevoerd op de data in de LND, om te bepalen via welke ketens of segmenten het voertuig gegaan is.

Een eerste mogelijke test is de richtingtest: richtingen van segmenten <j)s worden vergeleken met de actuele, uit de berekende gegist bestek coördinaten bepaalde rijrichting φν van het voertuig. Wanneer de scherpe hoek Δφ tussen een segment en de rijrichting kleiner is dan een bepaalde drempelwaarde T, wordt het betreffende segment geplaatst in een lijst SPR van segmenten met een passende richting. In deze lijst wordt ook de betreffende scherpe hoek Δφ opgeslagen. Als een segment en de rijrichting nagenoeg 180° van richting verschillen, wordt een correctie van 180° uitgevoerd op de richting van het segment, en wordt de gecorrigeerde richting ook opgeslagen in de lijst SPR, alsmede een boolean waarde RV die aangeeft dat een correctie heeft plaatsgevonden. Als deze boolean waarde RV TRUE is, is de correctie uitgevoerd en rijdt het voertuig in tegenovergestelde richting over het segment. Met behulp van deze boolean waarde RV die het al of niet gecorrigeerd zijn van de richting aangeeft, kan het beginpunt en het eindpunt van een segment worden gedefinieerd: het voertuig rijdt telkens van begin- naar eindpunt. Wanneer het voertuig achteruit rijdt, wordt een additionele correctie uitgevoerd. De drempelwaarde T bij deze test hangt af van de lengte van het te testen segment. Voor korte segmenten wordt een grotere drempelwaarde gebruikt, omdat de richtingtest bij kleine segmenten minder nauwkeurig is, en het vóórkomen van korte segmenten het gevolg kan zijn van onnauwkeurigheden bij het digitaliseren van de kaart. De segmentnummers worden samen met hun richting en lengte uit de LND gehaald, en met de rijrichting van het voertuig vergeleken. Ook additionele data zoals coördinaten kunnen uit de LND gehaald en in de lijst SPR geplaatst worden, zodat ze snel gebruikt kunnen worden. De rijrichting van het voertuig wordt bepaald uit de berekende gegist bestek coördinaten, waarbij eventueel een gemiddelde over een aantal opeenvolgend gevonden richtingen kan worden genomen om kleine fluctuaties te vermijden. De rijrichting is opgeslagen in de geheugenplaats NP met navigatieparameters. Verder is er een geheugenplaats VR waarin de vorige rijrichting is opgeslagen. De richtingtest kan met behulp van PSEUDOCODE als volgt worden weergegeven (zie Tabel 1): IF voertuig heeft constante rijrichting φν THEN vergelijk φν met φε van nieuwe segmenten (van lijst NL) ELSE vergelijk φν met φε van alle segmenten uit LND.

Tabel 1

Als het verschil tussen de richting die is opgeslagen in geheugenplaats VR en de richting uit geheugenplaats NP kleiner is dan een bepaalde drempelwaarde T1, dan heeft het voertuig een nagenoeg constante rijrichting en is de richtingtest sterk te vereenvoudigen: alleen nieuw toegevoegde segmenten (op nieuwe datalijst NL·) hoeven te worden gecheckt. Alle ander segmenten met een geschikte richting staan al op lijst SPR; nieuwe geschikte segmenten worden toegevoegd. Bij een te groot verschil in richting moeten alle segmenten van LND bekeken worden, nadat lijst SPR leeg is gemaakt. Ook de lengte van geschikte segmenten kan in lijst SPR worden opgeslagen, voor later gebruik.

Een verdere mogelijke test is de VLPA-test. Zoals beschreven wordt in een autonavigatiesysteem als CARIN een waarschijnlijkheidsgebied rond de berekende gegist bestek coördinaten bepaald, het zogenaamde VLPA. Dit ellipsvormige gebied kan om rekentechnische redenen worden benaderd door een het gebied omvattende rechthoek, met zijden evenwijdig aan de hoofdassen van de ellips en minimaal oppervlak (dus rakend aan de ellips). Bij de VLPA-test wordt gecheckt of segmenten uit lijst SPR in het betreffende VLPA liggen. Segmenten die ook hieraan voldoen, worden in een lijst L2 geplaatst. De volgende items van een segment dat de juiste richting heeft èn in het VLPA ligt worden opgeslagen in L2: - segmentnummer (CD-nummer, kaveladres, ketenrangnummer, segmentrangnummer); - segmentrichting; - boolean RV; - hoek Δφ; - segmentlengte; - aantal tussenpunten van de keten; - beginpunt van het segment (rangnummer van het tussenpunt); - boolean B1: beginpunt binnen of buiten de VLPA; - coördinaten van het beginpunt; - eindpunt van het segment (rangnummer van het tussenpunt); - boolean B2: eindpunt binnen of buiten de VLPA; - coördinaten van het eindpunt; - index die aangeeft of het segment de status "mogelijk gereden routesegment" heeft.

De meeste items kunnen gekopieerd worden van lijst SPR naar lijst L2.

Zie figuur 3 en tabellen 2 en 3. Merk op dat in tabellen 2 en 3 en in het vervolg alleen relevante items van de gerepresenteerde lijsten zijn getoond.

In figuur 3 rijdt het voertuig naar rechts met een rijrichting van 90°. Zoals uit tabellen 2 en 3 blijkt, doorstaan 6 van de 7 segmenten de VLPA-test.

De zo verkregen lijst L2 bevat segmenten die kandidaat zijn om als "mogelijk gereden routesegment" (P.S.) te worden bestempeld. Vervolgens wordt bepaald, door middel van additionele tests, welke segmenten momenteel de status van P.S. hebben. Hierbij wordt bekeken of een segment goed aansluit bij een voorgaand P.S.. Drie lijsten worden gebruikt: - L1 met voorgaande P.S. (dus segmenten die mogelijk gereden routesegment waren bij de vorige bepaling van de P.S.); - L2 met segmenten die de juiste richting hebben èn in het betreffende VLPA liggen; - L3 met actuele P.S. (dus segmenten van L2 die de additionele tests doorstaan hebben).

Met als input de lijsten L1 en L2 wordt nu bepaald welke segmenten op lijst L3 komen. Zie figuur 4. In blok D1 wordt gecheckt of lijst L2 leeg is. In dat geval zijn er geen tests nodig, want er zijn geen kandidaten. Als L2 niet leeg is, worden eerst de voorgaande P.S. bekeken in lijst L1. Daarna worden in blok D8 de nieuwe P.S. behandeld. In blok D2 wordt een segment S uit L2 gekozen en wordt gecheckt of S ook in L1 zit. Zo niet, dan wordt in blok D6 een "nieuwe P.S.“-index toegevoegd in lijst L2 aan S. Als segment S wel in L1 zit, dus al eerder P.S. was, wordt S in blokken D3, D4 en D5 verder behandeld. De rijrichting van S in L2 wordt in blok D3 vergeleken met de rijrichting van S in L1. Als de beide richtingen ongeveer 180° verschillen, heeft het voertuig zijn rijrichting veranderd. Dit wordt behandeld in blok D5. Als de richtingen overeenkomen, wordt segment S als volgt in lijst L3 geplaatst (blok D4, nader uitgewerkt in figuur 5). In blok D4-1 wordt alle informatie over segment S uit lijst L2 in lijst L3 geplaatst (segmentnummer, richting, boolean RV, hoek Δφ, lengte, aantal tussenpunten van de keten, begin-en eindpunt en hun coördinaten, booleans B1 en B2). Van segment S wordt uit lijst L1 naar lijst L3 alleen de informatie gekopieerd over het aangrenzende, voorgaande segment vanhet beginpunt en de aangrenzende segmenten (met richtingen) van het eindpunt, voor zover deze segmenten in L1 staan. Nu wordt L1 met L3 vergeleken. In blokken D4-2 en D4-3 wordt gecheckt of het eindpunt van segment S eerst (in L1) buiten het VLPA lag en nu (in L3) erin. In dat geval wordt in blok D4-4 bepaald welke de aangrenzende segmenten zijn van het eindpunt, en worden deze met hun bijbehorende richtingen als attribuut bij S in L3 geplaatst. Als het eindpunt een tussenpunt is, is er één relevant aangrenzend segment in dezelfde keten, bepaald door boolean RV die aangeeft of de rijrichting al of niet gecorrigeerd word. Zo is bijvoorbeeld het aangrenzende segment van een segment met een rangnummer 2 in een keten, als RV TRUE is, het segment met rangnummer 1. Als het eindpunt een knoop is, worden de aangrenzende ketens van het eindpunt in de ketenlijst KL van de LND gezocht. Ook de richtingen van de aangrenzende segmenten worden in lijst L3 geplaatst. Deze zijn te vinden in de segmentenlijst SL van de LND. Bij een veranderde rijrichting (blok D5) worden begin- en eindpunt verwisseld, en wordt vervolgens analoog te werk gegaan. In blok D7 wordt nagegaan of het laatste segment van L2 aan de beurt is geweest. Wanneer dit niet het geval is, wordt teruggegaan naar blok D2.

Als alle segmenten aan de beurt zijn geweest, worden de nieuwe P.S. (in blok D6 voorzien van een index) behandeld; zie blok D8, nader uitgewerkt in figuur 6. In blok D8-1 wordt nagegaan of er nieuwe P.S. zijn. Zo niet, dan klaar, indien wel, dan wordt in blok D8-2 de teller I geinitialiseerd op nul. In de blokken D8-3 en D8-4 wordt voor een gekozen nieuw P.S., zeg S, nagegaan of het aansluit op een segment dat al een P.S. is (in L3 zit). Zo ja, dan wordt de variabele Z de waarde 3 toebedeeld. Zo nee, dan wordt in blokken D8-5 en D8-6 nagegaan of S aansluit op een segment uit L1. Zo ja, dan wordt de variabele Z de waarde 1 toebedeeld, zo nee, dan verder naar blok D8-14. In blok D8-7 wordt nagegaan of S niet al in een eerdere iteratiestap (zie blok D8-12) in L3 werd geplaatst en of de richting van S past bij de richting van het aansluitende segment in lijst Z (Z=1 of Z=3). Zoals uit figuur 7 blijkt, is het aansluiten op een ander segment niet altijd voldoende: segment M sluit aan op zowel segment K als segment L, maar de richting van M past niet bij die van K, zodat M alleen passend kan aansluiten bij / L.

In blok D8-8 wordt het nieuwe P.S. in L3 geplaatst. De meeste items van lijst L2 worden weer in lijst L3 geplaatst; het eindpunt van het aansluitende segment in lijst Z wordt het beginpunt van dit nieuwe P.S. S. Het segmentnummer van het segment in lijst Z wordt onder "voorafgaand segment" gerangschikt bij het beginpunt van het nu nieuw toegevoegde P.S. S in L3. Door dit toevoegen van het voorafgaande segment wordt voorkomen dat in lijst L3 meermaals dezelfde combinatie van segmenten wordt opgeslagen (zie blok D8-7). Voorts wordt het met een index aangegeven dat dit segment een "nieuw mogelijk gereden routesegment" (N.P.S.) is. Als het segment het eerste is van zijn keten dat in L3 is geplaatst, krijgt het de status N.P.C.: nieuwe mogelijke keten.

In figuur 8 en tabel 4 is een voorbeeld weergegeven van hoe een N.P.S. B, aansluitend op segment A van L3, in L3 wordt geplaatst. Segment A zit al in L3, segment B is een N.P.S. in L2 en wordt aansluitend aan A in L3 geplaatst (de drie subtabellen van tabel 4). In blok D8-9 wordt gecontroleerd of het eindpunt van het net toegevoegde N.P.S. al in het VLPA ligt; dan is er sprake van een kort segment KS. In dat geval worden in blok D8-10 de aansluitende segmenten van het eindpunt en hun richtingen bepaald en als attribuut bij KS in lijst L3 geplaatst, net als in blok D4-4. Het segment wordt voorzien van de juiste index. In blok D8-11 wordt nagegaan of een nieuw in L3 geplaatst segment met eindpunt in de VLPA niet al in L3 stond aansluitend aan een ander segment in een eerdere iteratiestap. Als dit het geval is, wordt in blok D8-12 de teller I niet gelncrementeerd. In het andere geval wordt in blok D8-12 bovengenoemde teller I met 1 verhoogd. Als teller I groter dan nul is nadat alle N.P.S. gecheckt zijn, is een volgende iteratiestap nodig: mogelijk zijn er immers nog andere N.P.S. aansluitend op de nieuw toegevoegde N.P.S. met eindpunt in de VLPA. In blok D8-13 wordt nagegaan of een N.P.S. aansluit op nog een ander P.S. van lijst L1 of lijst L3. Zo ja, dan worden blokken D8-3 tot en met D8-13 herhaald. In blok D8-14 wordt gecheckt of de laatste N.P.S. aan de beurt is geweest. Zo niet, dan wordt in blok D8-15 een volgend N.P.S. gekozen. In blok D8-16 wordt nagegaan of I nul is. Zo niet, dan is een volgende iteratiestap nodig.

In blok D9 (figuur 4) wordt, nadat alle N.P.S. in D8 zijn behandeld, lijst L1 aangepast. Deze aanpassing kan in PSEüDO-CODE als volgt worden weergegeven (zie tabel 5).

9001810 IF L3 leeg of bocht THEN voeg eventuele segmenten van L3 die niet in L1 zitten toe aan L1 ELSE vervang L1 door L3

Tabel 5

Bij een te groot aantal mogelijk gereden routesegmenten (groter dan een instelbare drempelwaarde) wordt het signaal "LOST" gegenereerd. Dit signaal geeft aan dat de gebruiker (met de hand) een herlocalisering moet uitvoeren. Dit kan de gebruiker doen door bijvoorbeeld de straatnamen van twee straten die uitkomen op een kruising waar de gebruiker zich bevindt, in te voeren via toetsenbord 1.8. Tenslotte wordt in blok D10 actie ondernomen voor het geval dat het voertuig zich buiten het op de database in kaart gebrachte terrein bevindt. Zie figuur 9. In blok D10-1 wordt een teller n gelnitialiseerd op nul. In blok D10-2 wordt nagegaan of het voertuig zich buiten het in kaart gebrachte terrein van de database bevindt. In dat geval wordt in blok D10-7 het signaal "OFF MAP" gegenereerd. Zo niet, dan wordt in blok D10-3 nagegaan of de locatie van het voertuig met voldoende zekerheid bekend is. Zo niet, bijvoorbeeld wanneer het voertuig zich bevindt op een groot parkeerterrein, wordt in blok D10-4 een zogenaamde "range query" gedaan, dat wil zeggen: alle data uit een bepaald deelgebied van de database (bijvoorbeeld een rechthoek) worden opgevraagd. Verder wordt de teller n met één geincrementeerd.

Vervolgens wordt in blok D10-5 gecontroleerd of teller n inmiddels groter is geworden dan een (vooraf instelbare) drempelwaarde Nq. Zo niet, dan weer terug naar blok D10-2. Zo ja, dan wordt in blok D10-8 het signaal "LOST" gegenereerd: een herlocalisering met de hand is nodig. Indien na een aantal range queries (ten hoogste Nq) de plaats waar het voertuig zich bevindt weer met voldoende zekerheid bekend is, wordt in blok D10-6 een reset uitgevoerd.

Daarmee zijn de mogelijk gereden routesegmenten P.S. voor de actuele situatie bepaald.

Deze worden nu in een (boom-achtige) linked list datastructuur PSD geplaatst (blok 2.3 van figuur 2). Niet relevante delen ("takken" van de boom) worden verwijderd. Het centrale item in de datastructuur is het segment met zijn attributen (segmentnummer, segmentrichting, boolean RV, hoek Δφ, segmentlengte, wegcategorie, status van de keten, eenrichtingsbepaling, helling, P.S. index). Een aantal van deze attributen wordt via vragen aan de ketenlijst KL van de LND bepaald. Verder wordt voor elk segment zijn begin- en eindpunt opgeslagen, elk met de volgende attributen: puntnummers, coördinaten, booleans die aangeven of de punten binnen of buiten het VLPA liggen.

Voor elk segment (behalve het eerste in de structuur) wordt ook zijn voorganger opgeslagen (het aansluitende segment van het beginpunt, waar het voertuig vandaan komt). Elk segment heeft nul, één of meer opvolgers, aansluitend op het eindpunt en ook opgeslagen in de structuur. Alle aansluitende segmenten hebben dezelfde attributen als bovengenoemd.

Een en ander is toegelicht in figuur 10. In blok E1 wordt nagegaan of lijst L3 leeg is. Zo niet, dan worden in de blokken E2, E3 en E4 eerst alle N.P.S. van L3 in de structuur PSD geplaatst. Vervolgens worden in de blokken E5, E6 en E7 de overige P.S. van L3 (die dus al eerder P.S. waren) aangepast in de datastructuur PSD.

In de blokken E8, E9, E10 en E11 worden niet mogelijke takken uit de boomachtige structuur PSD verwijderd. Tenzij er in een bocht wordt gereden (blok E8) worden in blok E9 alle P.S. indices verwijderd van segmenten die niet meer in L3 zitten. In blokken E10 en E11 worden tenslotte de overbodige takken verwijderd: als het laatste segment van een tak geen P.S. meer is bij een aantal opeenvolgende bepalingen van de mogelijk gereden routesegmenten (bijvoorbeeld x maal). De totale tak kan dan weg. De drempelwaarde x is ingevoerd om te voorkomen dat takken ten onrechte worden verwijderd bij bijvoorbeeld een inhaalmanoeuvre. Aan de hand van een voorbeeld zal de opbouw van de datastructuur PSD verduidelijkt worden.

In figuur 11 is een gedeelte van een wegennet weergegeven met segmenten A tot en met Z. Verder zijn er 7 opeenvolgende VLPA's afgebeeld. Bij elke VLPA zijn de mogelijk gereden routesegmenten P.S. bepaald en in lijst L3 geplaatst. Met L3 en de voorgaande mogelijke routes worden telkens de actuele mogelijk gereden routes PR bepaald en in de datastructuur PSD geplaatst. Voor de duidelijkheid wordt verondersteld dat het voertuig in dit voorbeeld alleen rijdt in de richting noord (north) of oost (east). De items richting, boolean RV en hoek Δφ worden dus hier verder buiten beschouwing gelaten.

In tabellen 6A, 6B, 6C en 6D zijn de respectievelijke lijsten L3 en een mogelijke weergave van de inhoud van de betreffende bijbehorende datastructuur PSD weergegeven. Merk op dat de datastructuur PSD bij voorkeur een linked list structuur is, wegens het dynamische karakter ervan. In de tabellen is gemakshalve de inhoud als een lijst van segmenten weergegeven. De vijfde VLPA komt twee keer voor: eerst met richting noord en dan met richting oost. Het voertuig heeft daar een bocht naar rechts gemaakt. In situatie 1 (tabel 6A) is alleen segment A een P.S. in lijst L3. Dit N.P.S. wordt als eerste segment in de structuur PSD met mogelijk gereden routes PR geplaatst. Een weergave van deze structuur als lijst met mogelijk gereden routes PR is voor elke situatie in tabellen 6A, 6B, 6C en 6D weergegeven. In figuur 12 is een boomstructuur weergegeven (ter verduidelijking, edoch puur theoretisch) met daarin voor elke situatie de betreffende PR segmenten. Merk op dat elk segment de bovenbeschreven attributen heeft. In situatie 1 heeft segment A de status P.S., aangegeven door het cirkeltje rond A in figuur 12. In situatie 2 zijn er drie P.S. waarvan twee N.P.S., die in de structuur worden geplaatst. Segmenten D en E sluiten beide aan op segment A en krijgen PR-index nr. 2 respectievelijk 1-1. Deze PR-index nummers maken het mogelijk verschillende takken te onderscheiden in de structuur. In een implementatie kan dit worden gedaan met pointers in een linked list structuur. Segment A wordt in situatie 2 als P.S. aangepast (de boolean waarde die aangeeft of het eindpunt al dan niet in het VLPA ligt, verandert bijvoorbeeld, en ook hoek Δφ). Zo worden successievelijk de nieuwe mogelijk gereden routesegmenten toegevoegd in de datastructuur, üiteindelijk (situatie 7) zijn er drie takken vanuit A, alle drie uitmondend in Z. Merk op dat het bij een implementatie voordelig kan zijn om in een linked list structuur alle takken uit de boom van figuur 12 naast elkaar op te slaan; de hierdoor bereikte flexibiliteit weegt op tegen de redundantie. Als de datastructuur met PR segmenten te vol wordt (meer dan een bepaalde drempelwaarde bevat) kunnen zoveel oudste routesegmenten uit de datastructuur worden verwijderd, dat de nieuwe bezettingsgraad kleiner is (dan een bepaalde verdere drempelwaarde). Ook kan bij een te volle datastructuur een signaal gegenereerd worden dat aangeeft dat een herlocalisering nodig is.

Na dit opslaan van mogelijk gereden routes PR in de datastructuur PSD, worden in blok 2.4 van figuur 2 nieuwe verzoeken om data aan de globale database gegenereerd, zogenaamde queries. Om de teststappen zo snel mogelijk te kunnen uitvoeren, worden alleen data die werkelijk nodig zijn uit de globale database opgevraagd. Dus data betreffende segmenten in de buurt van de actuele positie van het voertuig. Op grond van lijst L3 kan bepaald worden welke queries nodig zijn: de indices van lijst L3 geven aan welke segmenten N.P.S. of N.P.C. zijn. De meest gebruikte query-types zijn de volgende: - gegeven een keten, geef alle ketens die op beide knopen aansluiten, behalve de gegeven keten; - gegeven een keten en een knoop, geef de ketens van de andere bijbehorende knoop, behalve de gegeven keten; - gegeven een knoop, geef alle ketens die aansluiten op die knoop.

Zie figuur 13. In blok F1 wordt nagegaan of L3 leeg is. Zo niet, dan worden in blok F2 de queries met de N.P.C. van L3 uitgevoerd. Zo ja, dan wordt in blok F3 nagegaan of een herlocalisering heeft plaatsgevonden.

In dat geval wordt in blok F4 een herlocaliserings-query met de gegeven herlocaliserings-knoop gedaan. Vervolgens wordt in de blokken F5 en F6 bij het voorkomen van korte ketens de hierbij benodigde extra queries uitgevoerd.

Van de successievelijk berekende gegist bestek coördinaten wordt het recente verleden telkens bewaard. Hieruit worden zogenaamde pseudo-segmenten afgeleid: een aantal nagenoeg op één lijn liggende successief berekende gegist bestek coördinaten wordt een zogenaamd recht pseudo-segment (wat lijkt op een segment uit de database), en een aantal niet op één lijn liggende achtereenvolgens berekende gegist bestek coördinaten wordt een zogenaamd vaag pseudo-segment (bijvoorbeeld bij een bocht). De zodoende bepaalde pseudo-segmenten worden opgeslagen in een verdere datastructuur DRD. Dit geschiedt als volgt. Zie figuur 14. In blok 14.1 wordt in de verdere datastructuur DRD, bijvoorbeeld een linked list structuur, de eventueel aanwezige oude informatie verwijderd, en een nieuw startpunt opgenomen. Dit geschiedt bij een reset (een correctie volgens de uitvinding op de gegist bestek coördinaten), of bij een herlocalisering (handmatig, doordat een gebruiker een daartoe bestemde knop indrukt). Het beginpunt is nu tevens het eindpunt van de "gegist bestek geschiedenis" of Dead Reckoning History, namelijk gelijk aan de actuele positie volgens de berekening van de gegist bestek coördinaten. Verdere attributen, zoals de lengte Ldr bepaald uit de gegist bestek berekeningen, de lengte Les bepaald uit de coördinaten van begin- en eindpunt, de gemiddelde rijrichting (over een recht pseudo-segment) <J)dr bepaald uit de gegist bestek berekeningen, de rijrichting <J)cs van een recht pseudo-segment bepaald uit de coördinaten van begin- en eindpunt, en het aantal N van gegist bestek berekeningen in dit pseudo-segment, worden geinitialiseerd: $cs = Les = Ldr = 0, <J)dr = actuele rijrichting φν, N = 0.

In blok 14.2 wordt vanuit het nieuwe startpunt de Dead Reckoning History opgebouwd. De gemeten actuele rijrichting φν wordt telkens vergeleken met de gemiddelde rijrichting φdr. Zolang deze richtingen overeenstemmen (minder dan een bepaalde drempelwaarde van elkaar verschillen), wordt er op een recht pseudo-segment gereden, en wordt aan de hand van volgende metingen het actuele pseudo-segment successievelijk verlengd, totdat de richtingen niet meer overeenstemmen, waarna het actuele pseudo-segment wordt afgesloten en een nieuw pseudo-segment begint. Pseudo-segmenten die af zijn worden in datastructuur DRD opgeslagen. Om de pseudo-segmenten te kunnen vergelijken met de mogelijk gereden routesegmenten P.S. in datastructuur PSD, worden de actuele P.S. uit PSD opgehaald en eveneens in DRD geplaatst. Als het voertuig zijn rijrichting omkeert (vóór naar achteruit of omgekeerd) wordt met een nieuw pseudo-segment begonnen. Als het voertuig achteruit rijdt, wordt de rijrichting met 180° gecorrigeerd en de afgelegde afstand gecorrigeerd door de absolute waarde te nemen. Wanneer een gevonden pseudo-segment te kort is, wordt het een vaag pseudo-segment. Aansluitende vage pseudo-segmenten worden aaneengesloten tot één vaag pseudo-segment. In blok 14.3 wordt de Dead Reckoning History aangepast door pseudo-segmenten met nagenoeg dezelfde richting samen te voegen en (waar mogelijk) vage pseudo-segmenten te vervangen door passende stukken rechte pseudo-segmenten. Wanneer bijvoorbeeld recht pseudo-segment PS1 beginpunt A en eindpunt B heeft, en recht pseudo-segment PS2 beginpunt B en eindpunt C heeft, en de afstand van punt B tot het lijnstuk L met beginpunt A en eindpunt C minder is dan een bepaalde drempelwaarde, kunnen PS1 en PS2 samengevoegd worden tot één nieuw recht pseudo-segment: het lijnstuk L. Genoemde drempelwaarde moet klein zijn, omdat anders het kleinst detecteerbare richtingsverschil in de Dead Reckoning History te groot wordt. In de volgende gevallen kan in DRD een vaag pseudo-segment tussen twee rechte pseudo-segmenten vervangen worden.

Geval 1: het vage stuk is veroorzaakt door een kleine afwijking van de rechte lijn waarlangs het voertuig zich voortbeweegt, bijvoorbeeld om een obstakel te ontwijken. Stel recht pseudo-segment PS1 heeft beginpunt A en eindpunt B, vaag pseudo-segment PS2 ligt tussen de punten B en c en heeft lengte V, recht pseudo-segment PS3 heeft beginpunt C en eindpunt D. Lijnstuk L heeft beginpunt A en eindpunt D. Als nu de afstand van B tot L en ook de afstand van C tot L kleiner is dan een bepaalde drempelwaarde, en V ongeveer gelijk is aan de afstand van B tot C, dan kunnen PS1, PS2 en PS3 vervangen worden door één nieuw recht pseudo-segment: het l.ijnstuk L.

Geval 2: het vage stuk is veroorzaakt door een bocht van 90° in de gegist bestek route. Veronderstel dezelfde configuratie als bij geval 1. Als nu het snijpunt van de lijnen waarop PS1 en PS3 liggen niet te ver van PS2 af ligt, kunnen PS1 en PS3 geëxtrapoleerd worden tot aansluitende rechte pseudo-segmenten, en vervalt PS2.

Hierna worden de attributen Les en <J)cs aangepast aan de nieuwe situatie.

In blok 14.4 tenslotte wordt voor het geval dat de datastructuur DRD een bezettingsgraad heeft die groter is dan een bepaalde drempelwaarde, dus wanneer de Dead Reckoning History te lang wordt, het oudste gedeelte van DRD verwijderd, en wel in zodanige mate, dat de nieuwe bezettingsgraad kleiner is dan een verdere drempelwaarde. Dit kan nodig zijn wanneer er lange tijd geen reset of herlocalisering is gebeurd.

Nu de Dead Reckoning History (in datastructuur DRD) en de mogelijk gereden routesegmenten (in datastructuur PSD) beschikbaar zijn, kan een goed gefundeerde beslissing omtrent een correctie van de gegist bestek coördinaten worden genomen. Uit de gecombineerde informatie van de beide datastructuren wordt een correctievector of reset-vector afgeleid. Als PSD verscheidene uit routesegmenten opgebouwde mogelijk gereden routes of "takken" bevat, moet hieruit de best passende geselecteerd worden. De reset-vector wordt dan bepaald op grond van deze best passende "tak" en de Dead Reckoning History (die toch al uit één "tak" bestaat). Het elimineren van ongeschikte takken wordt in twee stappen gedaan: eerst worden de lengten van een pseudo-segment en de bijpassende routesegmenten vergeleken, vervolgens worden voor elke tak reset-vectoren bepaald en op grond van bepaalde criteria takken verworpen. De bepaling van de correctievector kan geschieden telkens wanneer het voertuig een vaste, voorafbepaalde afstand heeft afgelegd, of ook bijvoorbeeld wanneer de beide datastructuren PSD en DRD voldoende informatie bevatten (meer dan een bepaalde kritische waarde).

Voor het bepalen van de reset-vector kan het nodig zijn om de datastructuren PSD en DRD tijdelijk te kopiëren in een aparte geheugensector, om te voorkomen dat de inhoud van de datastructuren tijdens de reset-berekening verandert. Als een herlocalisering plaatsvindt terwijl een reset wordt berekend, moet de berekende reset genegeerd worden, omdat anders na de herlocalisering een overbodige en dus foutieve reset wordt uitgevoerd.

De eerste stap in het elimineren van de takken gaat als volgt: de lengten van een pseudo-segment en de bijpassende routesegmenten worden vergeleken. Indien de lengten meer dan een bepaalde drempelwaarde verschillen, wordt de tak verworpen. Voorwaarden voor het toepassen van deze test zijn: de pseudo-segmenten vóór en na het betreffende pseudo-segment zijn recht (niet vaag), hebben een lengte die groter is dan een bepaalde minimumwaarde, en staan nagenoeg loodrecht op het betreffende pseudo-segment; de routesegmenten vóór en na de verzameling van bijpassende routesegmenten hebben een lengte die groter is dan een bepaalde minimumwaarde, en staan nagenoeg loodrecht op de bijpassende routesegmenten; de bijpassende routesegmenten hebben slechts één bijpassend pseudo-segment en hebben een lengte die groter is dan een bepaalde minimumwaarde.

De tweede stap in het elimineren van de takken gaat als volgt. Er wordt begonnen met het pseudo-segment dat uitmondt in de actuele positie van het voertuig. Bij dit pseudo-segment wordt voor elke tak van mogelijk gereden routesegmenten op grond van het corresponderende routesegment een segment-translatievector berekend (hierna STV genoemd), die van het pseudo-segment naar het betreffende routesegment wijst. Voor elke tak wordt op grond van de tot dusver bepaalde segment-translatievectoren (bijvoorbeeld met behulp van de kleinste kwadraten methode) een tak-translatievector bijgehouden (hierna TTV genoemd); deze is bij dit eerste pseudo-segment gelijk aan de STV. Wanneer voor alle takken de TTV is bepaald, wordt nagegaan of een reset op basis van één van deze TTVs verantwoord is (dit is het geval als de betreffende STVs onderling voldoende gecorreleerd zijn). Zo niet, dan wordt één pseudo-segment teruggegaan in de Dead Reckoning History, en wordt opnieuw voor elke tak een STV bepaald, waarna de TTVs vernieuwd worden. Dan wordt weer gecheckt of een reset mogelijk is, enzovoorts, totdat een reset verantwoord is, of de Dead Reckoning History op is. Zie figuur 15.

Hierin is schematisch een deel van de Dead Reckoning History en de mogelijke routesegmenten getoond vanuit een actuele positie PP. Vier pseudo-segmenten PS1, PS2, PS3 en PS4 vormen de Dead Reckoning History.

De bijbehorende mogelijk gereden routesegmenten zijn S1 en S2 (bij PS1), S3 en S4 (bij PS2), S5 (bij PS3) en S6 (bij PS4). De routesegmenten vormen hier dus twee “takken": S1-S3-S4-S5-S6 en S2-S4-S5-S6. Verder zijn er segment-translatievectoren V1 tot en met V6 weergegeven. Bij de eerste stap wordt voor de beide takken elk een STV bepaald die van PS1 naar de respectievelijke bijbehorende routesegmenten S1 en S2 wijst.

Deze twee segment-translatievectoren, V1 en V2, zijn allebei zogenaamde partiële translatievectoren, dat wil zeggen: ze geven alleen informatie over de component van de gezochte reset-vector loodrecht op de richting van de betreffende routesegmenten en pseudo-segmenten.

Wanneer de lengte van een pseudo-segment nagenoeg gelijk is aan de lengte van een bijpassend routesegment (zoals in figuur 15 bij PS2 en S4), kan een zogenaamde volledige translatievector worden bepaald, die ook informatie geeft over de component van de gezochte reset-vector parallel aan de richting van de betreffende segmenten. De gevonden vectoren V1 en V2 zijn negatief gecorreleerd, zodat een reset na deze eerste stap nog niet mogelijk is. Daarna wordt in stap twee voor de beide takken weer een STV bepaald, respectievelijk V3 en V4. In figuur 15 is V3 de partiële segment-translatievector voor PS2 en S3 tesamen met S4, en V4 de volledige segment-translatievector voor PS2 en S4. Nu wordt per tak een TTV bepaald. Hierbij wordt aan de betreffende STVs een gewicht toegekend, welk gewicht groter is bij een volledige STV dan bij een partiële. Er zijn ten minste twee niet parallelle partiële segment-translatievectoren nodig om een volledige segment-translatievector te berekenen. In het voorbeeld van figuur 15 geven V1 en V3 samen de TTV van tak S1-S3-S4, en V2 en V4 samen de TTV van tak S2-S4, waarbij V4 een groter gewicht heeft dan V2. Bij meer dan twee partiële translatievectoren, bijvoorbeeld na de vierde stap in figuur 15, wanneer V1, V3, V5 en V6 voor de ene tak en V2, V4, V5 en V6 voor de andere tak bepaald zijn, wordt de TTV bepaald met de kleinste kwadraten methode, die op zich bekend is en staat beschreven in "Course on radio-positioning" door G. Bakker, J.C. De Munck en G.L. Strang Van Hees, Department of Geodesy, Delft University of Technology, 1985.

Hierdoor worden de partiële (en eventueel de volledige, met een groter gewicht) segment-translatievectoren gecombineerd tot één optimale tak-translatievector.

Tevens wordt telkens de bij de TTV behorende covariantie-matrix berekend, waaruit een fout-ellips wordt berekend. Voor al deze op zich bekende berekeningen zij verwezen naar bovengenoemd document "Course on radio-positioning".

Als er meer STVs bij de bepaling van een TTV worden gebruikt dan het minimum aantal, kan deze redundantie benut worden voor een statistische test. Zie bovengenoemd document. Deze additioneel berekende grootheden worden gebruikt om ongeschikt gebleken takken te verwijderen. Dit gaat als volgt: bij redundantie in de kleinste kwadraten methode berekening van een TTV kan meer dan één reset-vector per tak bepaald worden.

Als deze reset-vectoren onvoldoende gecorreleerd zijn (verschillende lengte en richting hebben) dan is de tak ongeschikt. Dit kan door een op zich bekende correlatietest gedetecteerd worden. De tak wordt dan verworpen. Wanneer zodoende alle takken op één na verworpen zijn (of wanneer de TTVs van alle overgebleven takken nagenoeg identiek zijn) wordt voor deze tak gecheckt of de STVs, waaruit de overblijvende TTV is bepaald, onderling voldoende gecorreleerd zijn, met behulp van de covariantie-matrix. In dat geval wordt een reset uitgevoerd met als reset-vector de bewuste TTV, die volgens de kleinste kwadraten methode optimaal past bij de gegeven segment-translatievectoren van de tak.

Na iedere stap wordt gecheckt of een reset mogelijk is. Zo niet, dan wordt weer een stap teruggegaan in de Dead Reckoning History.

In figuur 15 wordt bijvoorbeeld na de vierde stap in de Dead Reckoning History (PS4) de tak S1-S3-S4-S5-S6 verworpen omdat de reset-vector bepaald uit V1 en V3 en de reset-vector bepaald uit V5 en V6 onderling tegenstrijdig zijn. Daarentegen is de TTV van tak S2-S4-S5-S6 geschikt als reset-vector, omdat V2, V4, V5 en V6 onderling voldoende gecorreleerd zijn. De reset wordt dan uitgevoerd (de gegist bestek coördinaten worden met de reset-vector gecorrigeerd tot geldige actuele positie coördinaten), datastructuren PSD en DRD worden leeggemaakt, en er kan opnieuw worden begonnen met de opbouw van de Dead Reckoning History en de mogelijk gereden routesegmenten, totdat een volgende reset gaat worden uitgevoerd.

Wanneer bij het stapsgewijs doorlopen van de Dead Reckoning History voor de bepaling van een reset-vector na het laatste pseudo-segment (dus het oudste in DRD) nog geen reset verantwoord is, kan als reset-vector de vector worden genomen die de actuele positie van het voertuig loodrecht projecteert op het dichtstbijzijnde routesegment. Ook kan de reset worden uitgesteld tot bijvoorbeeld bij de eerstvolgende bocht.

Figuur 16 toont een inrichting volgens de uitvinding. Een (micro-)processor μΡ ontvangt navigatie-parameters van sensoren S1, S2, ..., Sn. Daarmee berekent μΡ gegist bestek coördinaten. Globale database GD bevat topografische en verkeerstechnische informatie, waaruit onder besturing van μΡ deel-informatie wordt toegevoerd aan werkgeheugen LND, dat een dynamische locale navigatie-database bevat. Door het invoeren van teststappen selecteert μΡ uit LND mogelijk gereden routesegmenten, opgeslagen in werkgeheugen PSD. In werkgeheugen DRD is onder besturing van μΡ de Dead Reckoning History opgeslagen. Werkgeheugens PSD en DRD verschaffen μΡ de gegevens om een correctievector te bepalen, met behulp van correlatietests.

Claims (17)

1. Werkwijze voor de positiebepaling van een voertuig, waarbij navigatie-parameters worden gemeten, waarmee periodiek gegist bestek coördinaten worden berekend, die worden vergeleken met in een globale database opgeslagen topografische en verkeerstechnische informatie, met het kenmerk, dat een locale navigatie-database LND wordt bijgehouden met relevante deel-informatie uit de globale database, waarbij met gebruikmaking van de gegist bestek coördinaten teststappen worden uitgevoerd op routesegmenten uit de locale navigatie-database, op grond waarvan routesegmenten, die mogelijk gereden routes vormen, worden opgeslagen in een datastructuur PSD.

2. Werkwijze voor de positiebepaling van een voertuig, waarbij navigatie-parameters worden gemeten, waarmee periodiek gegist bestek coördinaten worden berekend, die worden vergeleken met in een globale database opgeslagen topografische en verkeerstechnische informatie, met het kenmerk, dat uit opeenvolgend berekende gegist bestek coördinaten pseudo-segmenten worden afgeleid, die een pseudo-route vormen en die worden opgeslagen in een verdere datastructuur DRD.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de pseudo-segmenten worden verdeeld in rechte pseudo-segmenten met een nagenoeg constante richting, en vage pseudo-segmenten.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat vage pseudo-segmenten, die het gevolg zijn van een bocht of van een korte afwijking van een rechte weg, worden verwijderd uit de verdere datastructuur DRD, waarbij de relevante rechte pseudo-segmenten worden vervangen door geëxtrapoleerde, aansluitende rechte pseudo-segmenten.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat aansluitende rechte pseudo-segmenten met nagenoeg dezelfde richting worden samengevoegd tot één nieuw recht pseudo-segment.

6. Werkwijze volgens één der conclusies 2 tot en met 5, met het kenmerk, dat wanneer de verdere datastructuur DRD een bezettingsgraad heeft die groter is dan een eerste drempelwaarde, zoveel oudste pseudo-segmenten uit de verdere datastructuur DRD worden verwijderd, dat de nieuwe bezettingsgraad kleiner is dan een tweede drempelwaarde.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat wanneer de datastructuur PSD een bezettingsgraad heeft die groter is dan een derde drempelwaarde, zoveel oudste routesegmenten uit de datastructuur PSD worden verwijderd, dat de nieuwe bezettingsgraad kleiner is dan een vierde drempelwaarde.

8. Werkwijze volgens conclusie 1 en één der conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat door vergelijking van de routesegmenten in de datastructuur PSD en de pseudo-segmenten in de verdere datastructuur DRD periodiek een correctievector voor de gegist bestek coördinaten wordt bepaald.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat bij de vergelijking voor elke uit routesegmenten opgebouwde mogelijk gereden route uit PSD een tak-translatievector vanuit de pseudo-route wordt bepaald op basis van ten minste twee segment-translatievectoren vanuit pseudo-segmenten, die de pseudo-route samenstellen, naar bijbehorende routesegmenten, waarbij door correlatietests op de samenstellende segment-translatievectoren een best passende tak-translatievector als correctievector wordt geselecteerd.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat indien de de best passende tak-translatievector samenstellende segment-translatievectoren minder gecorreleerd zijn dan een kritische waarde, als correctievector de vector wordt gebruikt die de actuele gegist bestek coördinaten loodrecht projecteert op het dichtstbijzijnde routesegment.

11. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot en met 10, met het kenmerk, dat de correctievector wordt bepaald telkens wanneer het voertuig een bepaalde afstand heeft afgelegd.

12. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot en met 10, met het kenmerk, dat de correctievector wordt bepaald telkens wanneer de datastructuur PSD en de verdere datastructuur DRD beiden meer segmenten bevatten dan een verdere kritische waarde.

13. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot en met 12, met het kenmerk, dat na iedere bepaling van de correctievector de datastructuur PSD en de verdere datastructuur DRD worden leeggemaakt.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 8 tot en met 13, met het kenmerk, dat met de correctievector de gegist bestek coördinaten worden gecorrigeerd tot geldige actuele positie coördinaten.

15. Inrichting voor de positiebepaling van een voertuig, voorzien van een geheugen voor het opslaan van een globale database met topografische en verkeerstechnische informatie en een processor die is geprogrammeerd om periodiek op grond van gemeten navigatie-parameters gegist bestek coördinaten te berekenen, met het kenmerk, dat de processor verder is geprogrammeerd om teststappen ter vergelijking van de gegist bestek coördinaten met de informatie uit de database uit te voeren, waarbij de inrichting verder is voorzien van een eerste werkgeheugen voor het opslaan van een dynamische locale navigatie-database LND, een tweede werkgeheugen voor het opslaan van een datastructuur PSD met op grond van de teststappen mogelijk gereden routesegmenten, en een derde werkgeheugen voor het opslaan van een verdere datastructuur DRD met uit opeenvolgend berekende gegist bestek coördinaten afgeleide pseudo-segmenten, die een pseudo-route vormen, waarbij de processor door vergelijking van de inhoud van het tweede en het derde werkgeheugen periodiek een correctievector voor de gegist bestek coördinaten bepaalt.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de processor bij de vergelijking van het tweede en het derde werkgeheugen, voor de bepaling van de correctievector, voor elke mogelijk gereden route uit PSD een tak-translatievector vanuit de pseudo-route bepaalt op basis van ten minste twee segment-translatievectoren vanuit pseudo-segmenten, die de pseudo-route samenstellen, naar bijbehorende routesegmenten, waarbij de processor is geprogrammeerd om door middel van correlatietests op de samenstellende segment-translatievectoren een best passende tak-translatievector als correctievector te selecteren.

17. Voertuig voorzien van een inrichting volgens conclusie 15 of 16.