Titel

Verfahren zur Bestimmung der Relevanz von zu übertragenden Datenobjekten zur kooperativen Positionsbestimmung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung für Verkehrsteilnehmer sowie eine Vorrichtung, insbesondere eine Datenverarbeitungsvorrichtung eines Empfängers, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens auszuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.

Stand der Technik

Transportsysteme sind zunehmend intelligenter ausgestaltet, was die Verfügbarkeit von hochpräzisen und zuverlässigen Informationen zu einem zentralen Thema, insbesondere in der Positionsbestimmung von Fahrzeugen zum Zwecke der Navigation und/oder zum automomen Fahren, macht. Zur Positionsbestimmung greifen Fahrzeuge bzw. Navigationssysteme auf lokale Umgebungsmodelle, sogenannte Local Environmental Models (LEM), des Fahrzeugs zurück, auf deren Basis Enscheidungen während des Navigierens oder des Fahrens getroffen werden. In diesen LEMs werden Daten aus unterschiedlichen fahrzeugeigenen Quellen, beispielsweise LIDAR-Sensoren, Radarsystemen oder Videokameras, fusioniert.

Da die Messreichweite solcher Sensorsysteme jedoch, insbesondere durch äußere Einflüsse wie Sichtfeldbegrenzung und/oder die Wetterverhältnisse, begrenzt ist, hat sich zunehmend die V2X- Kommunikation (engl.: Vehicle-to- everything) durchgesetzt, bei welcher Fahrzeuge Informationen mit anderen Fahrzeugen, Fußgängern oder Infrastruktureinrichtungen austauschen. Die auf diesem Wege gesammelten Daten werden in einem globalen Umgebungsmodell, einem sogenannten Global Environment Model (GEM), zusammengetragen, welches eine Erweiterung des LEM darstellt.

Trotz des großen Potentials der V2X- Kommunikation hinsichtlich der Genauigkeits des GEMs ist diese Art des Datenaustausches immer noch fehleranfällig. Fehlerquellen können insbesondere (i) sensorbasierte Fehler, (ii) Fehler bei der Transformationen der relativen Koordinaten des Fahrzeugs in absolute Koordinaten des GEMs und (iii) Fehler bei der Rücktransformation der absoluten Koordinaten in relative Koordinaten sein. Insbesondere die Punkte (i) und (ii) hängen maßgeblich von der Genaugigkeit der absoluten Positionsbestimmung des jeweiligen Fahrzeugs ab.

Fahrzeuge können die Genauigkeit ihrer Positionsinformationen, deren Integrität und Verfügbarkeit maßgeblich durch kooperative Positionsbestimmung, sogenanntes Cooperative Positioning (CL), erhöhen, indem Fahrzeuge Daten zum Zwecke der Positionsbestimmung untereinander austauschen. Allerdings führt dieser Datenaustausch der Verkehrteilnehmer untereinander zu einer zusätzlichen Last in dem V2X-Kommunikationskanal, was zu einer schlechteren Systemleistung, insbesondere zu einer höheren Latenz, reduzierter Kommunikationsreichweite und reduzierter Kommunikationszuverlässigkeit führt.

Daher besteht die Notwendigkeit nach Regeln zur Generierung von Nachrichten zur kooperativen Positionsbestimmung, sogenannter Cooperative Localization Messages (CLM), sodass die Übertragung der Nachrichten im Zuge von V2X und CL nicht zu einer Überlastung des Kommunikationskanals führt.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Generierung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung für Verkehrsteilnehmer bereitzustellen, welches eine genaue und zuverlässige Positionsbestimmung der Verkehrteilnehmer durch Reduzierung der Belastung der Kommunikationskanäle zwischen den Verkehrsteilnehmern ermöglicht. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Übertragung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung für Verkehrsteilnehmer, umfassend die Schritte:

Empfangen einer Vielzahl von Datenobjekten zur Positionsbestimmung aus jeweils einer Datenquelle von wenigstens einem ersten Empfänger,

Festlegen einer Auswahl von Datenobjekten aus der Vielzahl der Datenobjekte,

Generierung einer Nachricht zur kooperativen Positionsbestimmung aus zumindest der Auswahl aus den empfangenen Datenobjekten, und

Übertragung der Nachricht zur kooperativen Positionsbestimmung über einen Kommunikationskanal an einen zweiten Empfänger.

Dabei hängt erfindungsgemäß das Festlegen der Auswahl der Datenobjekte von der Relevanz der jeweiligen Datenobjekte in Bezug auf eine Verwendung der Datenobjekte zur Positionsbestimmung ab. Die Relevanz eines Datenobjekts wird in Abhängigkeit von wenigstens einem ersten Parameter bestimmt, wobei der wenigstens eine erste Parameter eine Signalqualität eines Datenobjekts widerspiegelt und/oder wobei der wenigstens eine erste Parameter ein geometrisches Verhältnis zwischen der Datenquelle und dem ersten Empfänger widerspiegelt.

Durch die Priorisierung solcher Datenobjekte, welche aufgrund ihrer Signalqualität und/oder des geometrischen Verhältnisses zwischen der Datenquelle und dem ersten Empfänger den besten Beitrag zur Positionsbestimmung liefern und die Übertragung lediglich dieser Datenobjekte an einen weiteren Empfänger kann die Last des Kommunikationskanals zwischen dem ersten Empfänger und dem zweiten Empfänger vorteilhaft reduziert werden. Bei dem Verkehrsteilnehmer kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder um einen Fußgänger handeln. Sämtliche an dem Verfahren beteiligten Empfänger sind bevorzugt Verkehrsteilnehmer.Somit kann es sich bei dem Verkehrsteilnehmer auch um eine Infrastrukturvorrichtung handeln, soweit diese verfahrensgemäß als Empfänger ausgebildet ist, bzw. einen verfahrensgemäß ausgebildeten Empfänger aufweist. Ferner kann es sich bei dem Verkehrsteilnehmer auch um nicht straßengebundene Vorrichtungen, wie beispielsweise Luftfahrzeuge, Drohnen oder ähnliches handeln.

Bei der Datenquelle kann es sich um jede Datenquelle, welche Positionsdaten und/oder Daten, aus denen sich eine Position bestimmen oder ableiten lässt, handeln. Die Datenquelle kann somit ein Satellit eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) sein. Ferner kann die Datenquelle eine Infrastrukturvorrichtung oder eine nicht straßengebundene Vorrichtung, wie beispielsweise ein Luftfahrzeuge, eine Drohnen oder ähnliches sein. Als Datenquellen kommen auch die Verkehrsteilnehmer selbst in Frage. Somit kann die Datenquelle ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Fußgänger sein.

Die Bestimmung der Relevanz der Datenobjekte kann in direkter oder in indirekter Abhängigkeit von dem wenigstens einen ersten Parameter erfolgen. Unter einer direkten Abhängigkeit wird eine Abhängigkeit verstanden, in der ein vorgegebener funktionaler Zusammenhang oder ein Zusammenhang über Tabellenwerke zwischen dem Parameter und der ermittelten Relevanz besteht. Derartige Verfahren zur Bestimmung der Relevanz werden im Folgenden näher erläutert werden. Unter einer indirekten Abhängigkeit wird eine Abhängigkeit verstanden, bei welcher kein vorgegebener funktionaler Zusammenhang vorliegt. Verfahren zur Bestimmung der Relevanz der Datenobjekte, bei der eine indirekte Abhängigkeit der Relevanz von dem wenigstens einen ersten Parameter vorliegt, können beispielsweise Verfahren des maschinellen Lernens sein. So ist es denkbar, dass ein Algorithmus, beispielsweise ein neuronales Netz, unter Verwendung des ersten Parameters angelernt wird. In der Anwendung wird der Algorithmus dann entsprechend der gelernten Muster auf die Relevanz der Datenobjekte schließen. Der Algorithmus erhält dann als Input ebenfalls den ersten Parameter, ein unmittelbarer, beispielsweise in einer Funktion ausdrückbarer, Zusammenhang ist dann jedoch nicht mehr zwingend gegeben. Dennoch hängt die Bestimmung der Relevanz von dem ersten Parameter ab.

Bevorzugt weist jeder Verkehrteilnehmer eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Datenobjekten auf.

Bevorzugt handelt es sich bei dem Kommunikationskanal um einen V2X- Kommunikationskanal. Insbesondere kann es sich bei dem Kommunikationskanal um einen V2V- (Vehicle-to-Vehicle), einen V2I- (Vehicle- to-lnfrastructure), und/oder einen V2N- (Vehicle-to-Network)- Kommunikationskanal handeln.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Anzahl der ausgewählten Datenobjekte zur Generierung der Nachricht zur kooperativen Positionsbestimmung vom Zustand des Kommunikationskanals abhängt. Insbesondere kann die Anzahl der ausgewählten Datenobjekte von einer Auslastung eines Kommunkationskanals abhängen. Die Anzahl an zu übertragenden Daten wird bevorzugt bestimmt, indem für die zu übertragende Nachricht ein Schwellenwert bestimmt wird und die Relevanz des Datenobjekts mit diesem Schwellenwert verglichen wird. Übersteigt die Relevanz des Datenobjekts den jeweiligen Schwellenwert, wird das Datenobjekt zur Übertragung in der Nachricht ausgewählt.

Bevorzugt wird die Relevanz des Datenobjekts in Abhängigkeit des Beitrags bzw. Einflusses des Datenobjekts auf den ersten Parameter im Zuge der Positionsbestimmung ermittelt. Mit anderen Worten werden solche Datenobjekte als besonders relevant und für die Übertragung demnach als bevorzugt ausgewählt, mit welchen eine genaue Positionsbestimmung möglich ist. Der wenigstens erste Parameter spiegelt entsprechend Größen wider, welche Aufschluss über die Güte des Datenobjekts geben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Datenobjekte Satellitenmessdaten und die Datenquelle wenigstens ein Satellit. Bevorzugt sind die Datenobjekte Satellitenmessdaten, welche von unterschiedlichen Satelliten an den ersten Empfänger übertragen werden.

Die globale Navigationssatellitensystem (GNSS)-Empfangsvorrichtung des Empfängers, beispielsweise des Fahrzeugs, stellt bevorzugt periodisch die Rohdaten der GNSS-Messung bereit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Parameter das DOP (Dilution Of Precision) der Satellitenmessung, das CDOP (Collaborative Weighted Dilution Of Precision) und/oder das WDOP (Weighted Dilution Of Precision) der Satellitenmessung. Diese Parameter spiegeln insbesondere das geometrische Verhältnis zwischen der Datenquelle und dem ersten Empfänger wider.

Das WDOP beschreibt die Genauigkeit der Positionsbestimmung des Verkehrteilnehmers. Das WDOP berücksichtigt sowohl das quadratische Mittel (RMS - Root Mean Square) einer Pseudorange und die Geometrie. Ein kleiner WDOP-Wert entspricht dabei einer hohen Präzision bei der Positionsbestimmung.

Das WDOP kann bevorzugt wie folgt bestimmt werden:

Wobei G der geometrischen Matrix entsptricht und W der Matrix entspricht.

Das quadratische Mittel o _p der Pseudorange p kann mithilfe einer Reihe von Modellen, beispielsweise dem SIGMA-D Modell oder folgender angepasster Formel bestimmt werden, wobei CN R das Carrier-to- Noise- Ratio ist, welches ein Maß für die von der GNSS-Empfangseinrichtung ausgegebene Signalqualität ist.

Ein höheres WDOP bedeutet dabei eine schlechte Präzision in der Positionsbestimmung. Einer Satellitenmessung, welche das WDOP am geringsten werden lässt, wird daher die höchste Priorität zugeordnet. Der Beitrag einer Satellitenmessung gi auf das WDOP kann folgendermaßen bestimmt werden: mit

H = ' ’G T ¹

Auf die gleiche Weise ist es möglich, den Wert jeder Kombination von Satelliten zur Übertragung zu bestimmen, und deren Übertragungsprioritiät p _t lässt sich wie folgt bestimmen:

Die Priorität einer Satellitenmessung wird demnach derart gewählt, dass ceteris paribus, d.h. während alle anderen Parameter gleich bleiben, die Priorität steigt (nicht fällt) mit steigendem Effekt der Satellitenmessung auf das WDOP.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Parameter das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR- Signal-to-Noise-Ratio) und /oder das Träger- zu-Rausch-Verhältnis (CNR- Carrier-to- Noise- Ratio) der Satellitenmessung. Diese Parameter spiegeln insbesondere eine Signalqualität wider.

Die GNSS-Empfangsvorrichtung bestimmt bevorzugt sowohl die Pseudorange- Messungen als auch das zugehörige CNR (oder SN R). Das CN R (oder SNR) ist ein Maß für die Signalqualität. Je höher die Signalqualität ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, gute Ergebnisse in der Positionsbestimmung zu erzielen. Beispielsweise ist die Signalqualität gewöhnlicherweise sehr schlecht in Straßenschluchten und bewölkten Gebieten oder anderen Formen der Blockaden.

Satellitenmessungen mit einem hohen CNR (oder SNR) haben demnach eine höhere Priorität p _t :

Die Priorität einer Satellitenmessung wird demnach ferner derart gewählt, dass ceteris paribus, d.h. während alle anderen Parameter gleich bleiben, Satellitenmessungen mit einem einem höheren CNR (oder SNR) eine höhere oder gleiche Priorität für die Übertragung haben.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Parameter der Quadratmittelwert einer Pseudorange der Satellitenmessung. Dieser Parameter spiegelt insbesondere eine Signalqualität wider. Ein geringer Quadratmittelwert einer Pseudorange entspricht dabei einer guten Messqualität. Wie oben bereits beschrieben, hängen der RMS und das CNR zusammen. Je geringer der RMS ist, desto höher ist die Priorität p _t einer Satellitenmessung.

Die Priorität einer Satellitenmessung wird ferner derart gewählt, dass ceteris paribus, d.h. während alle anderen Parameter gleich bleiben, Satellitenmessungen mit einem geringen RMS eine höhere oder gleiche Priorität zur Übertragung haben.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Parameter das DOP. Das DOP wird verwendet, um die Fehlerfortpflanzung als einen mathematischen Effekt auf die Geometrie des Satelliten auf die Präzision der Messgenauigkeit zu spezifizieren. Die analoge Größe in der kooperativen Positionsbestimmung ist das kooperative DOP (CDOP - Cooperative Dilution of Precision). Es ist ebenfalls bevorzugt möglich, die Priorität zur Übertragung einer Satellitenmessung basierend auf deren Effekt auf das DOP bzw. CDOP zu bestimmen. Allerdings werden viele Rechenressourcen benötigt, wenn viele Messungen berücksichtigt werden, insbesondere bei der Berechnung des CDOP. Daher können auch Vereinfachungen des gekoppelten Problems betrachtet werden, um die Priorität der Übertragung zu bestimmen. Ein Beispiel zur Reduzierung der Komplexität bei der Bestimmung der Priorität kann folgendermaßen aussehen:

(a) Berechnung des Beitrags jeder Messung gi zum DOP (oder analog zum CDOP): mit (b) Bestimmen der Messung mit dem größten ADOP oder ACDOP, was bedeutet, dass diese Messung den größten Beitrag zum DOP bzw. CDOP leistet, wobei diese Messung die relevanteste Messung ist.

(c) Entfernen dieser Messung in der oben genannten Matrix G sowie den weiteren zuvor durchgeführten Berechnungen, bis alle zu übertragenden Satellitenmessungen gemäß der zu bestimmenden Anzahl gefunden wurden.

Bevorzugt ist es gleichermaßen möglich, den entsprechenden Wert für jede Kombination von Satelliten zur Übertragung zu bestimmen, wobei bei einer größeren Anzahl von Kombinationen die Berechnungskomplexität entsprechend steigt, sodass die Priorität p _t zur Übertragung folgendermaßen berechnet werden kann:

Die Priorität der Messung wird bevorzugt derart bestimmt, dass ceteris paribus, d.h. während alle anderen Parameter gleich bleiben, diese höher bewertet (oder gleich) mit steigendem Effekt der Messung auf das DOP bzw. CDOP.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Parameter der Signalpfad, insbesondere SPLOS (Single Path Line-Of-Sight), MP (Multi Path) oder NLOS (Non-Line-Of-Sight), während der Übertragung des Datenobjekts aus der Datenquelle. Diese Parameter spiegeln insbesondere ein geometrisches Verhältnis zwischen der Datenquelle und dem Empfänger wider.

Im optimalen Fall befindet sich der Satellit zur Satellitenmessung in gerader Sichtlinie zum ersten Empfänger und weist einen einzigen Signalpfad auf (SPLOS). Jedoch treten Reflexionen häufig im Zuge der Satellitennavigation auf. In einigen Fällen ist zwar eine Sichtlinie (LOS) vorhanden, dabei sind jedoch eine oder mehr Reflexionen in dem Pfad der Messung enthalten. Dieses Szenario wird üblicherweise als Mehrpfad-Ausbreitung (MP) bezeichnet. Messungen mit solchen Signalpfaden können verwendet werden, jedoch weisen diese Messungen eine verringerte Qualität auf. Ein wesentlich schlechteres Szenario liegt vor, wenn nur reflektierte Strahlen den Empfänger erreichen, wobei dieses Szenario als NLOS-Szenario bezeichnet wird. Solche Messungen sind gar nicht oder nur schwer zu interpretieren.

Vor diesem Hintergrund wird die Priorität von Messungen bevorzugt derart bestimmt, dass die Priorität einer Messung am höchsten (oder gleich) ist, wenn die Messung eine SPLOS-Messung ist, gefolgt von einer MP-Messung und letzlich eine NLOS-Messung:

Pt ! p.p SPLOSt > pp MP - pp X'LOS t

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hängt die Priorität der Satellitenmessung von dem Höhenwinkel a des Satelliten ab. Der Höhenwinkel a hängt mit dem CNR bzw. SNR zusammen und beeinflusst zumindest indirekt die Qualität der Satellitenmessung. Auf der anderen Seite führen geringe Höhenwinkel im Allgemeinen zu einem höheren DOP, CDOP und WDOP und führen daher zu einer verbesserten Präzision in der Positionsbestimmung. Daher hat der Höhenwinkel unterschiedliche Auswirkungen auf die Positionsgenauigkeit, und die daraus resultierende Priorität für die Übertragung der Satellitenmessung ist abhängig von dem jeweiligen Szenario. Insgesamt kann jedoch angenommen werden, dass ein geringer Höhenwinkel die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Satelliten durch schattierende Objekte verdeckt werden. Da die Präzision der Positionsbestimmung durch diesen Effekt erheblich verschlechtert wird, implizieren geringe Höhenwinkel wiederum eine niedrigere Übertragungspriorität.

Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen kann der wenigstens eine erste Parameter einer oder mehrere der folgenden sein:

• Das Satellitensystem: Kombination mehrerer Satellitenmessungen von GPS (Global Positioning System), GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System), Beidou, Galileo etc. Je mehr Messdaten zur Verfügung stehen, desto größer ist die Genauigkeit in der Positionsbestimmung.

• Frequenzband: Die Daten können aus unterschiedlichen Kombinationen von Frequenzbändern stammen, z.B. LI und L2. • Eigenschaften des Senders (Datenquelle) und des Empfängers (erster Empfänger): Sender bzw. Empfänger, welche eine Antenne höherer Güte aufweisen, erhalten eine höhere Priorität.

• Trägerphasenmessung: Die Trägerphasenmessung kann verwendet werden, um eine höhrer Präzision bei der Positionsbestimmung zu erzielen.

• Satellitenbasiertes Ergänzungssystem (SBAS-System): Dies umfasst Korrekturen von Satellitenpositionsbestimmungsfehlern, Satelliten-Takt- bzw. Zeitfehler und Troposhären, und lonosphärenfehler. Falls ein Fahrzeug einen Satelliten eines SBAS verfolgen kann, kann dieses Fahrzeug Korrekturen der Pseudorange- Messungen und Navigationsnachrichten erhalten, welche dazu genutzt werden können, die Satellitenposition zu bestimmen. Demnach erhält bevorzugt eine Satellitenmessung eines Empfängers eine höhere Priorität, welcher Zugang zu SBAS- Daten hat.

Bevorzugt kann neben dem ersten Parameter ferner wengistens ein zweiter Parameter zusammen mit dem ersten Parameter betrachtet werden, falls dies zweckmäßig die Genauigkeit der Datenobjekte bzw. der Satellitenmessung bzw. deren Auswahl für die Übertragung an einen zweiten Empfänger erhöht. Der zweite Parameter kann dabei bevorzugt ebenfalls einer der zuvor beschrieben Parameter sein. Darüber hinaus können weitere Parameter (dritter, vierter, usw.) vorgesehen sein, anhand derer in Kombination die Priorität zur Übertragung der Datenobjekte festgelegt werden kann.

Durch individuelles Testen der verschiedenen Parameter kann bevorzugt der jeweilige Beitrag des Parameters zur kooperativen Positionsbestimmung ermittelt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Funktion zur Bestimmung der Priorität ptizur Übertragung einer Satellitenmessung von mehr als einem Parameter abhängen. Die mehreren Parameter können in verschiedenster Art und Weise miteinander verbunden bzw. kombiniert werden. Das folgende Beispiel einer solchen Funktion dient rein zur Veranschaulichung der Möglichkeiten der Kombination der mehreren Parameter, und ist daher nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen:

Die Funktion zur Bestimmung der Priorität pti zur Übertragung einer Satellitenmessung kann die je nach Zweckmäßigkeit geeignetsten Beziehungen der mehreren Parameter widerspiegeln.

Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine beispielhafte

Funktion zur Bestimmung der Priorität p _t 2 zur Übertragung einer Satellitenmessung, welche von mehr als einem Parameter abhängt, wie folgt lauten:

Auch dieses Beispiel einer Funktion zur Bestimmung der Priorität p _t 2 dient rein zur Veranschaulichung der Möglichkeiten der Kombination der mehreren Parameter, und ist daher nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.

Bevorzugt wird eine Liste mit allen Datenobjekten, insbesondere den Satellitenmessungen, mit ihren zugehörigen Übertragungsprioritäten periodisch, insbesondere mit den zuvor beschriebenen Berechnungen, ausgewertet basierend auf einem Schwellwert zur Übertragung von Datenobjekten des Kommunikationskanals, welcher zuvor bestimmt wurde. Daraufhin werden basierend auf dem Schwellwert die am höchsten priorisierten Datenobjekte, insbesondere Satellitenmessungen, ausgewählt und in einer CLM übertragen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung, insbesondere eine Datenverarbeitungsvorrichtung eines Empfängers, die eingerichtet ist, um die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.

Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.

Abschließend wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in rein schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der kooperativen Positionsbestimmung,

Fig.2 ein Ablaufdiagram des Verfahrens zur Übertragung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung,

Fig. 3 ein Ergebnis der kooperativen Positionsbestimmung unter Verwendung des Verfahrens zur Übertragung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung,

Fig. 4 eine Nachricht enthaltend Datenobjekte einer Satellitenmessung und deren Übertragungsprioritäten,

Fig. 5 eine Darstellung des Parameters WDOP für mehrere Satellitenmessungen,

Fig. 6 eine Darstellung des Elevationswinkels eines Satelliten gegenüber einer Empfangsvorrichtung, und Fig. 7 eine Darstellung der postionsabhängigen Signalpfade verschiedener Satelliten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung des Funktionsprinzips der kooperativen Positionsbestimmung (CL) am Beispiel von zwei Verkehrteilnehmern, welche einen ersten Empfänger (10) und zweiten Empfänger (11) in einem Abstand D zueinander darstellen. Den Abstand D erhalten die beiden Empfänger, z.B aus Sensoren, wie beispielsweise einem LIDAR-Sensor (LIDAR: Light Detection And Ranging). Zur Bestimmung des Abstands D kann auch ein 5G NR Sidelink (PC5 Schnittstelle), eine Kamara und/oder ein Radar verwendet werden. Der erste Empfänger (10) und der zweite Empfänger (11) erhalten Daten aus den GNSS. Ferner sind Infrastruktureinrichtungen (15) vorgesehen, von welchen die Empfänger (10, 11) Daten, z.B. RKT (Real Time Kinematics)- Daten, empfangen. Aus den empfangenen Daten können die Empfänger (10, 11) PVT (Position, Velocity and Time)-Daten und weitere Daten (14) bestimmen bzw. ermitteln. Die weiteren Daten (14) können eine Grundlinie sowie eine eine kooperative Position der Empfänger repräsentieren. Ferner sind der erste Empfänger (10) und der zweite Empfänger (11) dazu ausgebildet, Nachrichten (N) zur kooperativen Positionsbestimmung auszutauschen.

In Figur 2 ist der Verfahrensablauf zur Übetragung von Daten zur kooperativen Positionsbestimmung zwischen zwei Empfängern (10, 11) dargestellt. Zunächst erfolgt das Empfangen (1) von Datenobjekten, beispielsweise von Satellitenmessdaten, von wenigstens einem ersten Empfänger (10), welcher ein Satellit (13) sein kann. Insbesondere werden eine Vielzahl von Datenobjekten, insbesondere eine Vielzahl von Satellitenmessdaten, von mehreren Empfängern, also Satelliten, empfangen. Anschließend erfolgt das Festlegen (2) einer Auswahl von Datenobjekten aus der Vielzahl der Datenobjekte, insbesondere der Satellitenmessdaten. Diese Auswahl erfolgt anhand der Relevanz der jeweiligen Satellitenmessung, wobei jeder Satellitenmessung eine Prioritöt zugeordnet wird. Die Relevanz bzw. Priorität wird in Abhängigkeit wenigstens eines ersten Parameters ermittelt, welcher eine Signalqualität widerspiegelt, wie beispielsweise ein DOP, WDOP, CDOP, SNR; CNR und/oder ein quadratisches Mittel einer Pseudorange und/oder in Abhängigkeit eines ersten Parameters, welcher ein geometrisches Verhältnis zwischen der Datenquelle und dem ersten Empfänger widerspiegelt, beispielsweise ob der Signalpfad MP, SLOS und/oder NLOS ist. Abschließend erfolgt die Generierung (3) einer Nachricht zur kooperativen Positionsbestimmung aus den ausgewählten Datenobjekten, insbesondere den Satellitenmessdaten, und die Übertragung (4) der Nachricht von einem ersten Empfänger (10) an einen zweiten Empfänger (11). Das Verfahren kann auch erfolgen, indem der zweite Empfänger (11) die Daten der Datenquelle erhält und an den ersten Empfänger (10) überträgt. Ferner können mehr als zwei Empfänger vorgesehen sein, welche gemäß dem Verfahren priorisierte Nachrichten untereinander austauschen.

Figur 3 zeigt ein Ergebnis der kooperativen Positionsbestimmung unter Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Ergebnisse der Positionsbestimmung der Verkehrsteilnehmer nach Relevanz bestimmt wurden unter Berücksichtigung des DOP, des Höhenwinklels a, des SNR und des WDOP.

In Figur 4 ist eine Nachricht (N) zur kooperativen Positionsbestimmung dargestellt, welche noch nicht priorisiert wurde, d.h. welche noch alle Datenobjekte 01 bis 06 der wenigstens einen Datenquelle enthält, in welcher jedoch der Schwellenwert (S) eingezeichnet ist, welcher die in Abhängigkeit des Kommunikationskanals-Zustands ermittelte Anzahl der zu übertragenden Datenobjekte angibt. Den Datenobjekten ist jeweils eine im Wert absteigende Priorität P1 bis P6 zugeordnet, welche letztendlich darüber entscheidet, ob das Datenobjekt übertragen wird oder nicht. In dem gezeigten Beispiel können drei Datenobjekte übertragen werden, und die Datenobjekte 01, 02 und 03 weisen die höchste Priorität auf und werden demnach übertragen.

Figur 5 zeigt den ersten Parameter DOP in einer bildlichen Darstellung. Gezeigt sind links vier Satelliten (13) und die jeweils zugehörigen kreisförmigen oder ovalen Bereiche, welche das DOP repräsentieren, in denen sich ein Empfänger (10, 11) gemäß des GNSS-Positionsbestimmungsalgorithmus aufhalten kann. Rechts zeigt diese Bereiche übereinandergelegt. In Figur 6 ist eine Empfangsvorrichtung (20) eines der Empfänger (10, 11) gezeigt und ein Satellit (13), welcher Satellitenmessdaten an die Empfangsvorrichtung (20) überträgt. Gezeigt sind der Azimut A, die Nord (N)-Süd (S)-Orientierung sowie der Höhenwinkel a.

In Figur 7 sind Signalpfade für unterschiedliche Positionen eines Satelliten (13a, 13b, 13c, 13d) relativ zu einem Empfänger (10, 11) gezeigt, wobei in der Sichtlinie zwischen Satellit (13a, 13b, 13c, 13d) und Empfänger (10, 11) Objekte (16), beispielsweise Gebäude, angeordnet sind. Anhand der Position des Satelliten (13a, 13b, 13c, 13d) ergeben sich folgende mögliche Signalpfade:

Satellit (13a) hat eine NLOS, Satellit (13b) eine SPLOS, Satellit (13c) ein MP und Satellit (13d) ist vollständig geblockt durch das Objekt (16).