Determination for Automotive Sensor Testing

Determination of Relative Position, Velocity and Course for Automotive Sensor Testing

Problem Description

Presently more and more Driver Assistance Systems based on optical or radar sensors are being developed. These systems are able to detect the distance to objects nearby a moving vehicle. This feature especially is needed for parking assistance systems. Other sensors are used to measure relative velocity and the angle between two moving vehicles. To verify these systems with an independent system, differential GNS-systems can be used. DGNS systems provide precise timing, position, velocity and course information.

Derzeit befinden sich eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen in der Entwicklung bei führenden Automobilherstellern und auch Zulieferern, einige Systeme haben bereits Serienreife erreicht und sind schon in Fahrzeugen integriert, wie zum Beispiel Einparkhilfen und Abstandswarnsysteme.
Da präzise satellitengestützte Messverfahren sehr viele der geforderten Informationen liefern können, bietet sich in vielen Fällen der Einsatz dieser Systeme in der Qualitätssicherung an. Mit einer Messrate bis zu maximal 100 Hz können beispielsweise Positionen und sehr präzise Geschwindigkeiten gemessen werden. Auch die Fahrtrichtung ist direkt aus den Messwerten abzulesen. Die Basisinformationen Zeit, Position, Geschwindigkeit und Kurs mit dazugehörigen Genauigkeitsinformationen sind die grundlegenden Größen um daraus die zur Qualitätssicherung benötigten Informationen, wie beispielsweise der Abstand zwischen zwei Fahrzeugen, die relative Geschwindigkeit von zwei Fahrzeugen und der Winkel zwischen zwei Fahrzeugen, präzise ableiten zu können.

GNS System Requirements

• Relative distance between two moving vehicles shall be determined with an accuracy of better than 10 cm
• Relative velocity between the vehicles shall be determined with an accuracy of better then 10 cm/s
• System availability of 95%
• High accuracies shall be reached in post-processing
• Course data shall be visualized in real-time

Environment

The GNS systems shall be used on moving vehicles driving on public streets. Because of bridges and high buildings there are many influences in signal quality caused by multipath effects and signal shadowing. Getting precise absolute position is not essential for this application.

Calculations

Relative positions (distance), velocity and course can be calculated very precisely in post-processing using the software GrafMove (by Waypoint). The real-time approach is based on Standard NMEA messages GGA and VTG that are transmitted from the target car to a PC in the base car via radio modem. The GNSS receiver placed at the base car is connected with the same PC and also sends NMEA data. Special software uses this input data to calculate position, velocity and course differences for the real-time visualization.