Standortbestimmung und Zielführung

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Basis-Standortbestimmung

Global-Positioning System (GPS)-Satelliten-Standortbestimmung

Kartengestützte Standortbestimmung

Funktion "Ständige Standortbestimmung"

Unter ständiger Standortbestimmung versteht man die Berechnung der aktuellen Position des Fahrzeugs. Sie ist bei eingeschalteter Zündung (Kl. 15R EIN) aktiv und wird vom Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND (A40/3) durchgeführt. Während der Einschaltphase (Software wird geladen) ist nur die Basis-Standortbestimmung verfügbar. Nach dem Ausschalten der Zündung (Kl. 15 AUS) werden alle wichtigen Ortungsparameter für die Dauer der Nachlaufzeit (ca. 30 min) gespeichert. Ist die Nachlaufzeit beendet, schaltet sich die Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND komplett ab.

 Nach der letzten Ausführung in der Zielführung (Ziel erreicht) wird die Positionskarte nochmals auf dem Display der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND angezeigt.

Die ständige Standortbestimmung verwendet 3 Verfahren, die sich gegenseitig ergänzen und dadurch eine sehr genaue und zuverlässige Standortbestimmung gewährleisten. Dies sind:

 Basis-Standortbestimmung (Koppelortung)

 GPS-Standortbestimmung

 Kartengestützte Standortbestimmung

Manuelle Eingabe des Fahrzeugstandorts

Es besteht die Möglichkeit, an der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND im Menü "Navigation" den Standort manuell einzugeben. Dies kann in folgenden Fällen nützlich sein:

 Nach einem Transport des Fahrzeugs (z. B. Fähre oder Zug)

 Wenn bei Fahrtantritt noch kein GPS-Empfang besteht

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Basis-Standortbestimmung

Funktion "Basis-Standortbestimmung"

Die Basis-Standortbestimmung (Koppelortung) ist die Grundfunktion der ständigen Standortbestimmung. Sie wird vom Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND bei eingeschalteter Zündung ständig durchgeführt und ist unabhängig von der Digital Versatile Disk (DVD)-Karte. Nach Ausschalten der Zündung wird die aktuelle Position gespeichert.

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Mit Hilfe der Basis-Standortbestimmung (Koppelortung) werden folgende Informationen berechnet:

 Zurückgelegte Wegstrecke

 Fahrtrichtung (vorwärts oder rückwärts)

 Fahrzeugausrichtung

 Die Basis-Standortbestimmung (Koppelortung) wird ca. 1/s durchgeführt.

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Zurückgelegte Wegstrecke

Der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND erhält vom Steuergerät ESP (N47-5) über den Control Area Network-Bus Klasse C (Motorraum) (CAN-C) die Signale der Raddrehzahlen. Die Auswertung der Raddrehzahlsignale ergibt die zurückgelegte Wegstrecke.

Fahrtrichtung

Durch das Signal für die Raddrehrichtung, das vom Steuergerät ESP gesendet und vom Steuergerät Zentrales Gateway (N93) auf den Control Area Network-Bus Klasse B (Innenraum) (CAN-B) übertragen wird, erkennt der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND die Fahrtrichtung (vorwärts oder rückwärts).

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Fahrzeugausrichtung

Aus den Daten des Drehratensensors (Gyrosensor) errechnet der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND unter Berücksichtigung des mit Hilfe von GPS festgestellten Fahrtverlaufs die Ausrichtung (Himmelsrichtung) des Fahrzeugs.

Ortungsfehler bei der Basis-Standortbestimmung (Koppelortung)

Das Rückwärtsrollen ohne eingelegten Rückwärtsgang wird wie Vorwärtsfahren bewertet und kann zu einem vorübergehenden Fehler bei der Standortbestimmung führen. Ein Rollen bei ausgeschalteter Zündung oder ein Transport des Fahrzeugs verfälschen ebenfalls die Standortbestimmung.

Die Abweichung wird vom Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND bei Empfang von GPS-Daten in beiden Fällen automatisch korrigiert.

 Das Fahrtrichtungssignal (vorwärts oder rückwärts) wird von den Raddrehzahlsensoren erzeugt. Es ist dadurch eine genaue Erfassung der Wegstrecke möglich.

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Nachkalibrierung

Die Differenz aus berechneter und tatsächlich zurückgelegter Wegstrecke zwischen 2 mit Hilfe der DVD-Karte festgestellten Abbiegepunkten wird zur automatischen Nachkalibrierung des Reifenumfangs benutzt (erforderlich wegen des Reifenabriebs).

Kalibrierung

Nach einem Reifenwechsel ist eine Radkalibrierung erforderlich. Dazu ist die Eingabe der Reifengröße und die Codierung, ob neue Reifen (Profiltiefe ca. 5 bis 10 mm) oder gebrauchte Reifen (Profiltiefe ca. 3 bis 5 mm) montiert wurden, erforderlich.

Die Eingabe erfolgt über STAR DIAGNOSIS oder direkt an der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND. Eine spezielle Kalibrierfahrt ist nicht erforderlich.

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GPS-Standortbestimmung

Funktion "Standortbestimmung durch GPS"

Das GPS ist ein vom amerikanischen Verteidigungsministerium eingerichtetes satellitengestütztes Ortungssystem. Es ist gebührenfrei und steht weltweit zur Verfügung. Verschiedene GPS-Satelliten senden permanent Zeit- und Positionsdaten. Für die erstmalige Positionsberechnung wird der Empfang von 4 Satelliten benötigt, danach sind 3 empfangbare Satelliten ausreichend.

Die GPS-Ortung ist insbesondere bei Fahrten außerhalb des digitalisierten Kartenbereichs und nach einem Fahrzeugtransport (z. B. Zug-, Fähr- und Abschleppfahrten) unersetzlich. Eine GPS-Neuortung (nach Unterbrechung des Satellitenempfangs) kann mehrere Minuten dauern (bei Erstinbetriebnahme bis zu 20 min).

 Während jeder Minute finden ungefähr 50 GPS-Neuberechnungen des Standorts statt.

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Der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND berechnet aus den von der Antenne GPS (A2/49a2) empfangenen und verstärkten Satellitensignalen den Fahrzeugstandort und die Genauigkeit der Ortung.

Die eigentliche Berechnung basiert auf der Messung der Laufzeiten der von den verschiedenen Satelliten synchron gesendeten Signale. Eine wichtige Voraussetzung ist dabei die Synchronität der Uhren der Satelliten und des Empfängers. Dazu verfügt der Empfänger über eine automatische Zeitkorrektur, die wiederum mit Hilfe der Satellitensignale möglich ist. Wenn der Navigationsrechner ermittelt, dass die Basis-Standortbestimmung weniger präzise ist als die GPS-Standortbestimmung, dann wird die aktuell berechnete Position mit Hilfe der GPS-Daten korrigiert. Darüber hinaus wird aus der Abfolge der mit GPS berechneten Standorte der Fahrtverlauf des Fahrzeugs ermittelt.

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Mögliche Störungen beim Empfang der GPS-Signale

Da GPS im Gigahertz (GHz)-Bereich (Mikrowellen) arbeitet und die Signale schwach sind, kann es zu Empfangsstörungen kommen durch:

 Atmosphärische Störungen,

z. B. schlechtes Wetter, Wasserdampf, Nebel

 Mehrfachempfang durch Reflektionen der Signale,

z. B. an Häuserwänden

 Signalabschattungen,

z. B. in überbauten Gebieten, Tunnels, durch höhere Häuser, durch Bäume

Für GPS-Empfang ist freie Sicht zum Himmel erforderlich. Die Ortungsgenauigkeit liegt bei ca. 10 m.

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Kartengestützte Standortbestimmung

Funktion

Die Position des Fahrzeugs wird vom Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND ständig auf der DVD-Karte verfolgt. Bei Abweichungen des Fahrtverlaufs vom berechneten Weg werden die Positionskoordinaten der Basis-Standortbestimmung (Koppelortung) korrigiert.

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Eine kartengestützte Standortbestimmung ist nur im digitalisierten Bereich der DVD-Karte verfügbar. Durch den Vergleich der berechneten Position des Fahrzeugs mit der DVD-Karte kann die Abweichung erkannt und automatisch korrigiert werden.

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Digitalisierter DVD-Kartenbereich

1 Fahrzeugposition innerhalb des digitalisierten DVD-Kartenbereichs

Nicht digitalisierte DVD-Kartenbereiche

2 Fahrzeugposition innerhalb der DVD-Kartengrenzen, aber außerhalb des digitalisierten Kartenbereichs

("OFF ROAD", Firmengelände, Feldweg)

3 Fahrzeugposition außerhalb der DVD-Kartengrenzen ("OFF MAP")

Funktion "Zielführung"

Die Zielführung ist die Erstellung und Ausgabe von Fahrempfehlungen, um den Fahrer zum gewünschten Ziel zu leiten. Voraussetzungen für die Zielführung sind:

 Die ständige Standortbestimmung ist in Betrieb (erfolgt automatisch).

 Das Fahrtziel ist eingegeben worden.

 Die Routenberechnung hat stattgefunden.

Der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND vergleicht fortlaufend die Daten der Routenberechnung mit den Daten der ständigen Standortbestimmung. Daraus werden die Maßnahmen für die weitere Zielführung abgeleitet. Je nach Position des Fahrzeugs lassen sich 2 Betriebsarten der Zielführung unterscheiden:

 Zielführung im digitalisierten DVD-Kartenbereich

 Zielführung im nicht digitalisierten DVD-Kartenbereich

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Funktion "Zielführung im digitalisierten DVD-Kartenbereich"

Bei Fahrten innerhalb des digitalisierten Kartenbereichs stehen dem Benutzer folgende, vom Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND berechnete Informationen zur Verfügung:

 Aktuelle Position und Route des Fahrzeugs auf digitaler Landkarte

 Routenliste

 Entfernung zum Ziel und voraussichtliche Zeit bis zur Ankunft

 Fahrtrichtungsempfehlung

 Fahrtrichtungspfeil

 Name der aktuell befahrenen Straße

 Name der Straße, in die abgebogen werden soll

 Entfernung bis zum nächsten Abbiegepunkt (Angabe in Längeneinheiten oder als Balkendiagramm)

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Für die Zielführung sind 3 Darstellungsarten möglich:

 Mit Karte

 Mit Karte und Symboldarstellung vor Abbiegepunkten

 Mit Symboldarstellung (Wegleitsymbolik)

Der Maßstab der Karte lässt sich stufenweise verändern (50 m/cm bis 500 km/cm am Bildschirm). Es kann zudem gewählt werden, ob die Karte in Fahrtrichtung (vorwärts) oder nach Norden (nordwärts) ausgerichtet sein soll.

Blaupunkt Travelpilot DX Navigations-DVD

Mit dieser DVD werden getrennte Richtungsfahrbahnen (Feingeometrie) automatisch dargestellt.

 Der DVD-Typ (mit aktuellster Feingeometrie) wird automatisch erkannt und die Grafik wird in einem optimierten, 2. Strichstärkensatz dargestellt. Die eigentliche Zielführung wird durch die Sprachausgabe unterstützt.

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Funktion "Zielführung im nicht digitalisierten DVD-Kartenbereich"

Bei Fahrten außerhalb des digitalisierten Kartenbereichs (z. B. Firmengelände usw.), aber noch innerhalb der DVD-Kartengrenzen, schaltet der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND auf "Zielführung im nicht digitalisierten DVD-Kartenbereich" um. Auf dem Display der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND erscheint die Meldung "OFF ROAD". Befindet sich das Fahrzeug darüber hinaus außerhalb der DVD-Kartengrenzen (außerhalb des Landes), erscheint die Meldung "OFF MAP".

 Beim Eintritt in den OFF-ROAD-Modus wird die Straßenkarte aufgeschaltet und eine Routeninformation angezeigt.

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In beiden Fällen findet nur noch die Basis-Standortbestimmung (Koppelortung) mit Korrektur durch GPS-Daten statt. Die eingeschränkte Zielführung erfolgt nur noch durch folgende Angaben:

 Luftlinienentfernung zum Ziel

 Richtung zum Ziel (als Pfeil)

Nach Wiedereintritt in den digitalisierten Kartenbereich wird automatisch mit der "Zielführung im digitalisierten DVD-Kartenbereich" fortgefahren. Mit Hilfe der GPS-Position werden die möglichen Straßen bestimmt, auf denen sich das Fahrzeug befinden kann. Dabei kann es jedoch zu vorübergehenden Verzögerungen bei der Zielführung kommen.

 Im Fall der Meldung "OFF MAP" kann nach dem Einlegen einer entsprechenden Auslands-DVD die vollständige Zielführung fortgesetzt werden.

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Funktion "Verkehrsfunk"

Über Hinweisschilder regionaler Verkehrssender (mit festgelegter Sendefrequenz), welche strecken- und ortsabhängig an den Straßen und Autobahnen installiert sind, werden dem Verkehrsteilnehmer die aktuellen Verkehrsinformationen mitgeteilt.

Die Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND bietet dem Fahrer die Möglichkeit, durch Betätigen der Taste "Traffic Information (TI)" in unterschiedlichen Regionen die regionalen Verkehrsinformationen abzuhören.

 Die Verkehrsinformationen werden nur regional und nicht landesweit ausgestrahlt. Dadurch ist es schwierig, eine umfangreiche und aktuelle Liste mit Stauinformationen zu erstellen. Eine dynamische Routenführung ist somit nicht immer möglich.

 Die im Verkehrsdatenspeicher gespeicherten Informationen werden nach t = 0,5 h automatisch gelöscht. Es können max. 100 Meldungen gespeichert werden.

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Die Entscheidung, ob die Route geändert werden soll, trifft der Navigationsrechner der Bedien-, Anzeige- und Steuereinheit COMAND. Sie ist vor allem von der eingegebenen Routenauswahl abhängig. Zur Routenkorrektur benötigt der Verkehrsdatenspeicher vom Navigationsrechner eine aktuelle "Örtlichkeits-Liste". In dieser Liste ist jeder Streckenabschnitt und jeder markante Punkt (z. B. Autobahnausfahrt) des erfassten Straßennetzes anhand einer Nummer eindeutig definiert. Die "Örtlichkeits-Liste" ist ursprünglich auf der Navigations-DVD gespeichert.

Die entschlüsselten Verkehrsmeldungen werden auf der Landkarte durch entsprechende Symbole kenntlich gemacht. Sie können auch als Klartext angezeigt werden. Routenrelevante Verkehrsmeldungen sind z. B.:

 Vollsperrung

 Stau

 Stockender Verkehr

 Baustellen