DE102005004112B4

DE102005004112B4 - Fahrzeugnavigationssystem

Info

Publication number: DE102005004112B4
Application number: DE102005004112.4A
Authority: DE
Inventors: Teruhiko Fujita; Masatoshi Abou
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2025-01-29
Also published as: JP2005214883A; US20050171688A1; JP4211620B2; DE102005004112A1

Abstract

Navigationssystem für ein Fahrzeug, das aufweist:- eine Positionserfassungseinheit (1), die eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs erfasst;- eine Straßendatenspeichereinheit (6), die Straßendaten speichert;- eine Routenfestlegungseinheit (9a), die eine Route von der erfassten, gegenwärtigen Position zu einem Fahrziel auf der Grundlage der Straßendaten festlegt;- eine Fahrtrichtungsermittlungseinheit (9e), die eine Fahrtrichtung einer Fahrspur auf einer Straße ermittelt, auf der das Fahrzeug fährt;- eine Fahrtrichtungsbestimmungseinheit (9f), die bestimmt, ob die ermittelte Fahrtrichtung mit einer routenseitigen Fahrtrichtung übereinstimmt, die eine Fahrtrichtung in Übereinstimmung mit der festgelegten Route ist, wobei eine Zielführung auf der Grundlage eines von der Fahrtrichtungsbestimmungseinheit bestimmten Ergebnisses durchgeführt wird;- eine bildgebende Einheit (14), die ein Bild eines an einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehenen richtungsanzeigenden Objekts aufnimmt; und- eine Bilderkennungseinheit (9c), die einen Erkennungsprozess ausführt, welcher das richtungsanzeigende Objekt auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes erkennt, wobei die Fahrtrichtungsermittlungseinheit die Fahrtrichtung auf der Grundlage des erkannten richtungsanzeigenden Objekts ermittelt, wobei- in Fällen, in denen (a) sich das Fahrzeug auf einer einzelnen Fahrspur einem Punkt nähert, wobei der Punkt wenigstens einen von einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt und einem Kreuzungspunkt umfasst, und (b) eine Mehrzahl verschiedener Fahrtrichtungen auf der einzelnen Fahrspur ermittelt werden, während sich das Fahrzeug dem Punkt nähert, die Fahrtrichtungsbestimmungseinheit auf der Grundlage einer Fahrtrichtung bestimmt, die näher zu dem Punkt ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem.
Die JP 2003-279363 A offenbart ein Fahrzeugnavigationssystem, das dazu verwendet wird, eine Art einer Straße zu bestimmen, auf der ein betreffendes, mit dem Fahrzeugnavigationssystem ausgerüstetes Fahrzeug (nachstehend als Systemfahrzeug bezeichnet) fährt. Dieses Fahrzeugnavigationssystem bestimmt eine Straßenart derart, dass unter Verwendung von Bildern, die über eine Kamera aufgenommen werden, überprüft wird, ob ein für eine Autobahn oder eine regionale Straße spezifisches Objekt vorhanden ist. Das Ergebnis einer derartigen Bestimmung wird verwendet, wenn ein Fahrzeug in einem Gebiet fährt, in dem eine örtliche Straße und eine Autobahn/Schnellstraße streckenweise dicht nebeneinander verlaufen. Es wird folglich bestimmt, ob das Systemfahrzeug auf der richtigen Straße fährt (richtige Straße bezieht sich auf eine Fahrtroute die vom Navigationssystem gemäß einer Zielführung festgelegt wird).
Ist ein Systemfahrzeug jedoch beispielsweise im Begriff, an einem im Voraus liegenden Kreuzungs-/Abzweigungspunkt auf eine andere Straße einer anderen Straßenart zu fahren, kann das obige Navigationssystem nicht bestimmen, ob das Systemfahrzeug auf der richtigen Straße fährt, bis das Systemfahrzeug die Kreuzung passiert.
Aus der DE 101 46 744 A1 , die der US 2003 / 0 074 131 A1 entspricht, sind ein Navigationsverfahren und ein Navigationssystem bekannt, die dazu ausgelegt sind, anhand einer Verarbeitung der auf den Fahrbahnen, insbesondere an Kreuzungen, vorgesehenen Fahrspuren, Fahrspurempfehlungen für eine jeweilige Fahrtrichtung bereitzustellen. Die US 2001 / 0 056 326 A1 beschreibt eine Navigationsvorrichtung, ein in der Navigationsvorrichtung ausgeführtes Verfahren für einen Kartenabgleich und ein computerlesbares Speichermedium, das ein Programm zum Ausführen des Verfahrens speichert. Aus der DE 198 28 161 A1 ist ferner eine Navigationsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, und die US 6 281 928 B1 offenbart eine Positionserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeugnummernschild.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugnavigationssystem bereitzustellen, das erkennen kann, ob ein mit dem Fahrzeugnavigationssystem ausgerüstetes Systemfahrzeug in Richtung einer richtigen Straße fährt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Navigationssystem für ein Fahrzeug nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise erkannt werden, dass ein Systemfahrzeug nahe einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt oder einem Kreuzungspunkt auf einer Fahrspur fährt, die in Richtung einer richtigen Straße führt.
Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt/zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Aufbaus eines Fahrzeugnavigationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Funktionsblockdiagramm einer Steuerschaltung;
3A eine Ansicht eines Bereichs, in dem ein Markierungsmuster ausgeschnitten wird;
3B eine Ansicht eines ausgeschnittenen Markierungsmusters;
4A bis 4D Ansichten von Vorlagen für eine Musterübereinstimmung;
5A bis 5D Ansichten einer Bewegung von weißen Linien (Fahrbahnmarkierungen) während eines Wechsels zu der rechten Fahrspur;
6 ein Ablaufdiagramm eines Zielführungsprozesses durch das Fahrzeugnavigationssystem; und
7 eine Ansicht eines Beispiels, bei dem Markierungen, die sich voneinander unterscheidende Fahrtrichtungen anzeigen, entlang einer einzelnen Fahrspur angeordnet sind, gemäß der Ausführungsform.

Nachstehend ist ein Fahrzeugnavigationssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Das Fahrzeugnavigationssystem 100 weist, wie in 1 gezeigt, einen Positionsdetektor 1, eine Kartendateneingabeeinheit 6, eine Bedienschaltergruppe 7, einen externen Speicher 8, eine Steuerschaltung 9, einen VICS-(Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystem) Empfänger 10, eine Displayeinheit 11, eine Tonausgabeeinheit 12, einen A/D-Wandler 13, eine Kamera 14, einen Fernsteuerungssensor 15 und eine Fernsteuerung 16 auf.
Die Steuerschaltung 9 ist aus einem bekannten Computer aufgebaut, der eine CPU, ein ROM, ein RAM, eine E/A-Schnittstelle und eine die vorstehenden Komponenten verbindende bzw. anschließende Busleitung beinhaltet. Ein von der Steuerschaltung 9 ausgeführtes Programm ist in das ROM geschrieben. Die CPU oder dergleichen führt auf der Grundlage dieses Programms vorgegebene Berechnungen aus.
Der Positionsdetektor 1 beinhaltet einen geomagnetischen Sensor 2, der eine Ausrichtung einer Fahrtrichtung des mit dem Fahrzeugnavigationssystem 100 ausgerüsteten Systemfahrzeugs erfasst, einen Kreiselsensor 3, der eine Winkelgeschwindigkeit um eine senkrechte Achse des Systemfahrzeugs erfasst, einen Wegstreckensensor 4, der eine gefahrene Wegstrecke des Systemfahrzeugs erfasst, und einen GPS-(Globales Positionsbestimmungssystem) Empfänger 5 für ein Differential-GPS (DGPS). Das DGPS erfasst eine gegenwärtige Position des Systemfahrzeugs auf der Grundlage von Funkwellen, die von Satelliten ausgesendet werden, und Funkwellen eines FM-Rundfunks, der von einer Basisstation, deren Position im Voraus bekannt ist, übertragen wird. Diese oder ähnliche Sensoren 2, 3, 4, 5 weisen jeweilige, voneinander verschiedenen Fehler auf, so dass die Sensoren 2, 3, 4, 5 verwendet werden, während sie gegenseitig ergänzt werden.
Ferner kann der Positionsdetektor 1 abhängig von den jeweiligen Genauigkeiten durch einen Teil der Sensoren 2, 3, 4, 5 aufgebaut sein. Ferner kann ebenso ein Lenkdrehbewegungssensor (nicht gezeigt) oder ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung von Drehgeschwindigkeiten der Räder erfasst, in dem Positionsdetektor 1 beinhaltet sein.
Die Kartendateneingabeeinheit 6 wird zum Eingeben von Straßendaten und Orientierungsdaten aufweisenden Kartendaten verwendet. Ein Speichermedium zum Speichern der Kartendaten kann ein Nur-Lese-Speicher, wie beispielsweise eine CD-ROM oder eine DVD, oder ein wiederbeschreibbarer Speicher, wie beispielsweise eine Speicherkarte oder eine Festplatte, sein. Nachstehend sind die Begriffe Streckenabschnittsdaten (link data) und Knotendaten, welche Teil der die Kartendaten bildenden Straßendaten sind, beschrieben.
Die Straße wird gebildet, indem Streckenabschnitte verbunden werden, von denen jeder zwischen Knoten gelegen ist. Der Knoten ist ein Abzweigungspunkt, ein Zuführungspunkt, ein Kreuzungspunkt oder dergleichen. Streckenabschnittsdaten enthalten eine Streckenabschnitts-ID, die einen Streckenabschnitt, eine Streckenabschnittslänge, Koordinaten des Start- und des Endpunktes des Streckenabschnitts, einen Straßennamen, eine Straßenart, eine Straßenbreite, die Anzahl von Fahrspuren und Fahrtrichtungen (beispielsweise geradeaus, rechts abbiegen, links abbiegen oder dergleichen) bestimmt, und räumliche Anordnungen (Layout) der jeweiligen Fahrspuren.
Knotendaten dagegen umfassen eine Knoten-ID, die einen Knoten, Koordinaten des Knotens, einen Knotennamen, Verbindungs-Streckenabschnitts-Ids (connecting link Ids), die sämtliche mit dem Knoten verbundenen Streckenabschnitte anzeigen, die Anzahl von Fahrspuren an einem beliebigen Abzweigungspunkt, Zuführungspunkt oder Kreuzungspunkt, und Fahrtrichtungen bestimmt, und räumliche Anordnungen der jeweiligen Fahrspuren.
Die Bedienschaltergruppe 7 kann ein für eine verschiedene Eingabe zu verwendender in die Displayeinheit 11 integrierter Berührungsschalter oder ein mechanischer Schalter sein. Der VICS-Empfänger 10 empfängt Straßenverkehrsinformationen, die von einer VICS-Zentrale über eine an einer Straße angeordnete Bake (beacon) oder einen örtlichen FM-Rundfunk ausgestrahlt werden.
Die Straßenverkehrsinformationen umfassen Stauinformationen, wie beispielsweise einen Staugrad der jeweiligen Streckenabschnitte oder eine Fahrzeit (benötigte Fahrzeit), und Verkehrsregelungsinformation, wie beispielsweise eine Straßen- bzw. Fahrspursperrung aufgrund eines Unfalls oder einer Baustelle, oder eine Sperrung einer Auffahrt/Ausfahrt einer Autobahn/Schnellstraße. Hierbei ist der Staugrad durch eine Mehrzahl von eingeschätzten Stufen gekennzeichnet (beispielsweise Stau, stockend, dicht, frei oder dergleichen). Die empfangenen Straßenverkehrsinformationen werden von der Steuerschaltung 9 verarbeitet. Die Stauinformationen oder die Verkehrsregelungsinformationen können beispielsweise auf dem Bildschirm der Displayeinheit 11 angezeigt werden, während sie auf der Karte eingeblendet werden.
Ferner können Straßenoberflächeninformationen (trocken, nass, gefroren, verschneit oder dergleichen) oder Stauinformationen über eine Mobilkommunikationseinheit (beispielsweise ein Mobiltelefon) über einen Anbieter, wie beispielsweise einen speziellen Anbieter für Verkehrsinformationen, erhalten werden.
Die Displayeinheit 11 ist beispielsweise aus einem Flüssigkristalldisplay aufgebaut, das auf seinem Bildschirm eine Positionsmarkierung des Systemfahrzeugs entsprechend einer von dem Positionsdetektor 1 eingegebenen gegenwärtigen Position und eine Straßenkarte zeigt, die das Systemfahrzeug umgibt und durch die von der Kartendateneingabeeinheit 6 eingegebenen Kartendaten erzeugt wird. Die Tonausgabeeinheit 12 ist aus einem Lautsprecher, einem Audioverstärker oder dergleichen aufgebaut, um eine Sprach-(verkehrs)führung oder dergleichen durchzuführen.
Der A/D-Wandler 13 wandelt die von der Kamera 14 ausgegeben analogen Signale in digitale Signale, um sie anschließend an die Steuerschaltung 9 auszugeben. Die Kamera 14 wird als bildgebende Einheit verwendet, um ein Bild in eine von dem Systemfahrzeug aus gesehen vordere Richtung oder ein Bild in eine von dem Systemfahrzeug aus gesehen hintere Richtung aufzunehmen. Die Kamera 14 steuert beispielsweise Verstärkungen, Verschlussgeschwindigkeiten oder eine Bildfrequenz, indem sie ihre Signale von der Steuerschaltung 9 empfängt. Die Kamera 14 gibt Pixelwertsignale, die eine Helligkeit jedes Pixels eines aufgenommenen Bildes anzeigen, als horizontal und vertikal synchrone Signale an die Steuerschaltung 9 aus.
Das Fahrzeugnavigationssystem 100 weist eine Zielführungsfunktion auf. Bei dieser Funktion wird die am meisten geeignete Route von der gegenwärtigen Position (oder einem von dem Anwender zugewiesenen Startpunkt) zu einem Fahrziel automatisch festgelegt, wenn die Position des Fahrziels durch die Fernbedienung bzw. Fernsteuerung 16 über den Fernsteuerungssensor 15 eingegeben wird; anschließend wird das Systemfahrzeug zu dem Fahrziel geführt, während die Karte dies basierend auf dem Voranschreiten des Systemfahrzeugs angezeigt. Ein derartiges Verfahren zur automatischen Festlegung der am meisten geeigneten Route weist ein bekanntes Verfahren, wie beispielsweise das Dijkstra-Verfahren, auf.
Die Steuerschaltung 9 weist, wie in der 2 gezeigt, eine Zielführungseinheit 9a, eine Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b, eine Bilderkennungseinheit 9c, eine Einheit 9d zur Vorlagenspeicherung, eine Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e und eine Bestimmungseinheit 9f auf.
Die Zielführungseinheit 9a sendet einen Befehl zum Ausführen eines Bilderkennungsprozesses an die Bilderkennungseinheit 9c, wenn die gegenwärtige Position des Systemfahrzeugs einen vorgegebenen Abstand zu einem Abzweigungspunkt, Zuführungspunkt oder Kreuzungspunkt erreicht, der auf der Route liegt und eine Mehrzahl von Fahrspuren aufweist, während sie die obige Zielführungsfunktion ausführt.
Die Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b gewinnt eine Fahrtrichtung (oder routenseitige Fahrtrichtung), in die das Systemfahrzeug fahren sollte, in Übereinstimmung mit der Route aus den die Kartendaten der Kartendateneingabeeinheit 6 bildenden Straßendaten (Streckenabschnittsdaten, Knotendaten). Hierbei kann die routenseitige Fahrtrichtung, in welche das Systemfahrzeug fahren sollte, aus der Gestaltung der Straße auf der Karte entnommen werden.
Die Bilderkennungseinheit 9c führt einen Bilderkennungsprozess aus, der eine weiße Linie oder ein richtungsanzeigendes Objekt, einschließlich eines an/auf einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehenen Richtungsanzeigers (oder Markierung), aus den über die Kamera 14 aufgenommenen Bildern erkennt, wie in 3A gezeigt. In dieser Ausführungsform ist ein Ausschneidebereich zum Ausschneiden einer in der 3A gezeigten Markierung derart eingestellt, dass zunächst weiße Linien auf einer Straße erkannt werden und ein Bereich zwischen den erkannten wei-ßen Linien als Ausschneidebereich festgelegt wird. Ein Ausschneidebereich kann jedoch auch einem Abschnitt zwischen den weißen Linien auf dem aufgenommenen Bild entsprechen.
Bei diesem Erkennungsverfahren für eine Markierung wird beispielsweise das aufgenommene Bild in ein Schwarzweißbild gewandelt; eine weiße Linie in dem Schwarzweißbild erkannt; ein Ausschneidebereich als Abschnitt zwischen den weißen Linien festgelegt; und anschließend eine Kontur einer in der 3B gezeigten Markierung gewonnen, indem Pixel, die innerhalb des Ausschneidebereichs Kanten in dem Schwarzweißbild bilden, verbunden werden.
Anschließend wird eine Vorlagenübereinstimmung gemäß folgender Beschreibung durchgeführt. Die Kontur einer Markierung wird einer Musterübereinstimmung mit den in den 4A bis 4D gezeigten Vorlagen unterzogen, die in der Vorlagenspeichereinheit 9d gespeichert sind. Anschließend wird die Vorlage mit der höchsten Übereinstimmung erkannt. Folglich wird die Markierung in dem von der Kamera 14 aufgenommenen Bild erkannt, so dass eine Fahrtrichtung der Fahrspur mittels der durch die erkannte Markierung gezeigten Richtung ermittelt werden kann.
Es ist zu beachten, dass der Bilderkennungsprozess gestoppt (verhindert) wird, wenn Kanten bzw. Grenzen aufgrund einer Unschärfe der Markierung oder dergleichen nicht aus dem Schwarzweißbild erkannt werden können. Dies verhindert eine Fehlerkennung.
Die Bilderkennungseinheit 9c startet den obigen Prozess, wenn sie den Befehl zum Ausführen des Bilderkennungsprozesses von der Zielführungseinheit 9a empfängt. Dies ist üblicherweise an einer Kreuzung, wie beispielsweise einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt oder einem Kreuzungspunkt der Fall, der eine Mehrzahl von Fahrspuren aufweist, wobei die jeweiligen Fahrspuren verschiedene Fahrtrichtungen aufweisen. Folglich wird der Bilderkennungsprozess nur dann ausgeführt, wenn sich das Systemfahrzeug einer Kreuzung nähert, die eine Mehrzahl von Fahrspuren aufweist. Dies führt zur Erkennung einer Fahrtrichtung des Systemfahrzeugs und verringert eine für den Bilderkennungsprozess benötigte Systembelastung. Hierbei kann die Kamera 14 aktiviert werden, um ein Bild aufzunehmen und den Bilderkennungsprozess auszuführen, wenn der Befehl zum Ausführen des Bilderkennungsprozesses empfangen wird.
Ferner erkennt die Bilderkennungseinheit 9c einen optischen Pixelfluss entsprechend der erkannten weißen Linien (beispielsweise eine Bewegung der erkannten weißen Linien), um folglich aus dem erfassten Ergebnis eine Fahrspuränderung zu der benachbarten Fahrspur (d.h., einen Fahrspurwechsel) zu erfassen.
Wenn das Fahrzeug beispielsweise, wie in den 5A bis 5D gezeigt, zu der auf der rechten Seite des Fahrzeugs gelegenen Fahrspur wechselt, bewegen sich die in der 5A gezeigten weißen Linien L1, L2, wie in 5B gezeigt, nach links. Wenn sich das Fahrzeug weiter in die gleiche Richtung bewegt, wird, wie in 5C gezeigt, die neue weiße Linie L3 erfasst. Anschließend werden, wie in der 5D gezeigt, die weißen Linien L2, L3 erfasst. Diese optische Bewegung der weißen Linien kann beispielsweise durch eine bekannte Blockübereinstimmung (block matching), ein Neigungsverfahren (inclination method), ein Filterverfahren oder ein zweifache Differenzierung erfasst werden.
Es sollte beachtet werden, dass ein Fahrspurwechsel bzw. eine Fahrspuränderung eines Fahrzeuges selbst dann erkannt werden kann, wenn eine Straße oder eine Kreuzung keine weißen Linien (Fahrbahnmarkierungen) aufweist, indem ein Bewegungsabstand bzw. eine Fahrtstrecke oder eine Bewegungsrichtung, die von dem Wegstreckensensor 4 und dem geomagnetischen Sensor 2 erhalten werden, verwendet werden.
Die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelt eine Fahrtrichtung einer Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, indem sie die durch die erkannte Markierung gezeigte Richtung verwendet. Wenn ein Fahrspurwechsel zu der benachbarten Fahrspur erfasst wird, wird ferner der Effekt, dass die Fahrspur gewechselt wird, durch die Bestimmungseinheit 9f gemeldet.
Die Bestimmungseinheit 9f führt einen Bestimmungsprozess aus, der bestimmt, ob die Fahrtrichtung, die auf der von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelten Markierung basiert, mit der routenseitigen Fahrtrichtung in Übereinstimmung mit der von der Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b gewonnenen Route übereinstimmt. Wird bestimmt, dass die beiden nicht übereinstimmen, wird ein Befehl zum Ausgeben einer Führung, die dazu anhält, einen Fahrspurwechsel bzw. eine Fahrspuränderung durchzuführen, an die Zielführungseinheit 9a gesendet.
Ferner führt die Bestimmungseinheit 9f den Bestimmungsprozess wiederholt aus, wenn sie von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e den Effekt bzw. das Ergebnis empfängt, dass der Fahrspurwechsel erfasst worden ist. Folgender Fall wird angenommen: Ein Anwender bzw. Fahrer wechselt absichtlich von einer Fahrspur auf eine benachbarte Fahrspur, um einem Hindernis, wie beispielsweise einem geparkten Fahrzeug, auszuweichen. In diesem Fall wird bestimmt, ob die Fahrspur, auf welche das Fahrzeug gewechselt ist, eine richtige Fahrspur in Übereinstimmung mit der Route ist.
Auf den Empfang des Befehls von der Bestimmungseinheit 9f hin, führt die Zielführungseinheit 9a eine Fahrspurwechselführung aus, die dazu anhält, einen Fahrspurwechsel zu einer Fahrspur durchzuführen, auf der das Systemfahrzeug fahren sollte. Folglich kann das Systemfahrzeug von der Fahrspur auf eine geeignete Fahrspur, die sich der richtigen, genau der Route folgenden Straße nähert, wechseln, indem es die Fahrspur auf der Grundlage der Fahrspurwechselführung wechselt.
Ferner kann die Zielführungseinheit 9a einzig melden, dass sich die Fahrspur des Systemfahrzeugs von der routenseitigen Fahrspur unterscheidet. Ein Fahrer bzw. Insasse des Systemfahrzeugs kann folglich erkennen, dass das Systemfahrzeug nicht auf der Fahrspur fährt, die sich der richtigen Straße in Übereinstimmung mit der Route nähert.
Nachstehend ist ein Zielführungsprozess des Fahrzeugnavigationssystems 100 unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
In Schritt S10 wird bestimmt, ob das Systemfahrzeug einen vorgegebenen Abstand zu einer Kreuzung mit einer Mehrzahl von Fahrspuren, einschließlich einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt und einem Kreuzungspunkt, erreicht. Erfolgt eine positive Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt S20 voran. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, springt der Prozess in eine Warteschleife, bis das Systemfahrzeug den vorgegebenen Abstand erreicht.
In Schritt S20 wird bestimmt, ob eine Zielführungsfunktion ausgeführt wird. Erfolgt eine positive Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt S30 voran. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, kehrt der Prozess zu Schritt S10 zurück, um die obige Ablaufsteuerung zu wiederholen.
In Schritt S30 wird ein Bilderkennungsprozess zum Erkennen einer auf einer Straße vorgesehenen Markierung ausgeführt. In Schritt S40 wird bestimmt, ob eine Markierung erkannt wird. Erfolgt eine positive Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt S50 voran. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, kehrt der Prozess zu Schritt S10 zurück, um die obige Ablaufsteuerung zu wiederholen.
In Schritt S50 wird auf der Grundlage der erkannten Markierung bestimmt, ob die Fahrspur mit der Fahrspur übereinstimmt, auf der das Systemfahrzeug entlang der Route fahren sollte. Erfolgt eine positive Stimmung, kehrt der Prozess zu Schritt S10 zurück, um die obige Ablaufsteuerung zu wiederholen. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt S60 voran, in welchem eine zu einem Fahrspurwechsel anhaltende Führung ausgegeben wird.
Folglich wird in dem Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Fahrtrichtung einer Fahrspur aus einem von der in dem Systemfahrzeug installierten Kamera 14 aufgenommenen Bild einer Markierung ermittelt; eine Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug auf der Route von der gegenwärtigen Position zu dem Fahrziel fahren sollte, gewonnen; und bestimmt, ob die Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, mit der Fahrspur übereinstimmt, auf der das Systemfahrzeug in Übereinstimmung mit der Route fahren sollte. Wenn bestimmt wird, dass sie nicht mit dieser übereinstimmt, kann ferner eine Führung durchgeführt werden, die dazu anhält, von der Fahrspur auf eine Fahrspur zu wechseln (Fahrspurwechsel), auf der das Systemfahrzeug fahren sollte. Folglich kann erkannt werden, ob das Systemfahrzeug auf der Fahrspur fährt, die sich der richtigen Straße nähert. Wenn das Systemfahrzeug auf der von der Route abweichenden Fahrspur fährt, kann ferner ein Fahrspurwechsel zu der Fahrspur durchgeführt werden, die sich in geeigneter Weise der Straße in Übereinstimmung mit der Route nähert.
Bei einer eine Mehrzahl von Fahrspuren aufweisenden Kreuzung oder dergleichen, wie in 7 gezeigt, kommt es beispielsweise vor, dass eine Mehrzahl von Markierungen P1, P2, mit unterschiedlichen Fahrtrichtungen auf einer einzelnen Fahrspur angezeigt sind. Wenn auf einer einzelnen Fahrspur vorhandene Markierungen eine Mehrzahl von verschiedenen Fahrtrichtungen anzeigen, bestimmt die Bestimmungseinheit 9f letztendlich, indem sie unter den Fahrtrichtungen, die von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelt werden, die Fahrtrichtung verwendet, die näher an der Kreuzung ermittelt wird. Demgegenüber wird die Fahrtrichtung (P1), die weiter von der Kreuzung entfernt ermittelt wird, als Referenzinformation verwendet.
Folglich wird die Fahrtrichtung der Fahrspur, die am dichtesten an der Kreuzung ermittelt wird, zur Bestimmung verwendet, selbst wenn eine einzelne Fahrspur Markierungen aufweist, die eine Mehrzahl verschiedener Fahrtrichtungen anzeigen.
(Modifikation 1)
In der obigen Ausführungsform erkennt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Markierung auf einer Fahrspur, um dadurch eine Fahrtrichtung einer Fahrspur zu ermitteln, auf der das Systemfahrzeug fährt. Diesbezüglich ist es jedoch auch möglich, Fahrzielzeichen, wie richtungsanzeigende Objekte, die an Autobahnen oder dergleichen angeordnet sind, zu verwenden. Die Fahrzielzeichen zeigen hierbei ein Fahrziel einer Fahrspur an.
Bei dieser Modifikation nimmt die Kamera 14 ein Bild eines Fahrzielzeichens auf; erkennt die Bilderkennungseinheit 9c das Fahrzielzeichen in dem aufgenommenen Bild; und ermittelt die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e eine Fahrtrichtung einer Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, über das erkannten Fahrzielzeichen. Die ermittelte Fahrtrichtung ist hierbei eine Richtung, die gewählt wird, wenn sich das Systemfahrzeug von der gegenwärtigen Position dem durch das Fahrzielzeichen angezeigten Fahrziel nähert. Ferner bestimmt die Bestimmungseinheit 9f, ob die ermittelte Fahrtrichtung der Fahrspur mit der Fahrtrichtung übereinstimmt, auf der das Systemfahrzeug in Übereinstimmung mit der Route fahren sollte.
Folglich kann beispielsweise unter Verwendung von Fahrzielzeichen, die oft an einer Autobahn/Schnellstraße, wie beispielsweise einer innerstädtischen Autobahnen/Schnellstraße angeordnet sind, bestimmt werden, ob das Systemfahrzeug auf der Fahrspur fährt, die das Systemfahrzeug zu der richtigen Straße in Übereinstimmung mit der Route führt.
Ferner kann die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ein Fahrziel einer Fahrspur des Systemfahrzeugs aus dem erkannten Fahrzielzeichen bestimmen, wobei die Bestimmungseinheit 9f bestimmen kann, ob das ermittelte Fahrziel mit dem Fahrziel (oder dem Passierungspunkt) der Route übereinstimmt.
(Modifikation 2)
In der obigen Ausführungsform wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird, wenn Kanten bzw. Grenzen in dem Schwarzweißbild aufgrund einer unscharfen Markierung oder dergleichen nicht erfasst werden können. Folglich wird eine Fehlerkennung verhindert. Hierbei kann verhindert werden, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass es nicht möglich ist, eine Markierung zu erkennen.
Ist beispielsweise eine Straßenoberfläche verschneit, ist die Markierung auf der Straße durch den Schnee bedeckt, und es ist folglich nicht möglich, diese aufzunehmen bzw. zu fotografieren. Fährt das Systemfahrzeug auf einer verkehrsreichen Straße, ist die Markierung auf der Straße durch das vorausfahrende Fahrzeug verborgen, und es ist folglich nicht möglich, diese zu fotografieren. Ist ein Hindernis oder ein fallendes Objekt vor dem Systemfahrzeug vorhanden, ist die Markierung auf der Straße durch das Hindernis oder das fallende Objekt verborgen, und es ist folglich nicht möglich, diese zu fotografieren.
Wird ferner der Betrieb des Scheibenwischers auf einer Windschutzscheibe oder ein Regnen erfasst, wird angenommen, dass es regnet oder schneit. Bei einem derart schlechten Wetter nimmt das von der Straße reflektierte Licht zu, so dass sich die Erkennungsgenauigkeit für die auf der Straße vorhandene Markierung beträchtlich verringert.
Um die vorstehend genannten Fälle zu bewältigen, können beispielsweise Straßenoberflächeninformationen oder Verkehrsstauinformationen über den VICS-Empfänger 10 oder einem speziellen Anbieter für Verkehrsinformationen erhalten werden. Wenn die Straße entsprechend der gegenwärtigen Position des Systemfahrzeugs eingeschneit ist oder das Systemfahrzeug im Stau steht, wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
Es kann ferner eine Radarvorrichtung 24 (1) in dem Systemfahrzeug vorgesehen werden, die Funkwellen oder Laserlichtwellen oder eine Millimeterwelle verwendet. Wenn die Radarvorrichtung 24 ein vor dem Systemfahrzeug befindliches Hindernis erfasst, das die Markierung überschneidet, wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
In dem Systemfahrzeug kann ferner ein Sensor 21 (1), der den Betrieb des Scheibenwischers an einer Windschutzscheibe erfasst, oder ein Regensensor 22 (1), der ein Regnen auf das Systemfahrzeug erfasst, vorgesehen werden. Wenn diese Sensoren 21, 22 den Betrieb des Scheibenwischers an einer Windschutzscheibe oder das Regnen erfassen, wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
Folglich kann verhindert werden, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass eine Markierung nicht erkannt werden kann. Es kann dadurch die Fehlerkennung einer Markierung verhindert werden. Die Modifikation 2 kann hierbei auf die Ausführungsform sowie die Modifikation 1 angewandt werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsform offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von dieser zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen zu der gezeigten Ausführungsform beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

Navigationssystem für ein Fahrzeug, das aufweist: - eine Positionserfassungseinheit (1), die eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs erfasst; - eine Straßendatenspeichereinheit (6), die Straßendaten speichert; - eine Routenfestlegungseinheit (9a), die eine Route von der erfassten, gegenwärtigen Position zu einem Fahrziel auf der Grundlage der Straßendaten festlegt; - eine Fahrtrichtungsermittlungseinheit (9e), die eine Fahrtrichtung einer Fahrspur auf einer Straße ermittelt, auf der das Fahrzeug fährt; - eine Fahrtrichtungsbestimmungseinheit (9f), die bestimmt, ob die ermittelte Fahrtrichtung mit einer routenseitigen Fahrtrichtung übereinstimmt, die eine Fahrtrichtung in Übereinstimmung mit der festgelegten Route ist, wobei eine Zielführung auf der Grundlage eines von der Fahrtrichtungsbestimmungseinheit bestimmten Ergebnisses durchgeführt wird; - eine bildgebende Einheit (14), die ein Bild eines an einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehenen richtungsanzeigenden Objekts aufnimmt; und - eine Bilderkennungseinheit (9c), die einen Erkennungsprozess ausführt, welcher das richtungsanzeigende Objekt auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes erkennt, wobei die Fahrtrichtungsermittlungseinheit die Fahrtrichtung auf der Grundlage des erkannten richtungsanzeigenden Objekts ermittelt, wobei - in Fällen, in denen (a) sich das Fahrzeug auf einer einzelnen Fahrspur einem Punkt nähert, wobei der Punkt wenigstens einen von einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt und einem Kreuzungspunkt umfasst, und (b) eine Mehrzahl verschiedener Fahrtrichtungen auf der einzelnen Fahrspur ermittelt werden, während sich das Fahrzeug dem Punkt nähert, die Fahrtrichtungsbestimmungseinheit auf der Grundlage einer Fahrtrichtung bestimmt, die näher zu dem Punkt ermittelt wird.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist: - eine Steuereinheit (9f), die dann, wenn die ermittelte Fahrtrichtung nicht mit der routenseitigen Fahrtrichtung übereinstimmt, einen Steuerprozess ausführt, der einen Effekt meldet, dass die ermittelte Fahrtrichtung nicht mit der routenseitigen Fahrtrichtung übereinstimmt.
Navigationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit einen Steuerprozess ausführt, der eine Fahrtrichtungswechselführung durchführt, die dazu anhält, von der ermittelten Fahrtrichtung auf die routenseitige Fahrtrichtung zu wechseln.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehene richtungsanzeigende Objekt einen auf einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehenen Richtungsanzeiger umfasst.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an einer Straße zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehene richtungsanzeigende Objekt ein über einer Straße zum Anzeigen eines Fahrziels vorgesehenes Fahrzielzeichen umfasst.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - die bildgebende Einheit ein Bild, einschließlich einer auf einer Straße vorgesehenen weißen Linie, aufnimmt, und - die Bilderkennungseinheit einen Erkennungsprozess ausführt, der die weiße Linie auf der Grundlage des aufgenommenen Bildes erkennt, wobei - das Fahrzeugnavigationssystem ferner aufweist: - eine Weiße-Linie-Bewegungserfassungseinheit (9c), die eine Bewegung der erkannten weißen Linie erfasst; - eine Fahrzeugbewegungserfassungseinheit (9c), die einen Bewegungsabstand und eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erfasst; und - eine Fahrspurwechselerfassungseinheit (9c), die einen Fahrspurwechsel zu einer Fahrspur, die neben der Fahrspur verläuft, auf der das Fahrzeug fährt, aus wenigstens einem von zwei Ergebnissen erfasst, die von der Weiße-Linie-Bewegungserfassungseinheit und der Fahrzeugbewegungserfassungseinheit erfassten werden, wobei - die Bestimmung der Fahrtrichtungsbestimmungseinheit dann, wenn der Fahrspurwechsel erfasst wird, unter Verwendung der Fahrtrichtung erfolgt, die nach dem abgeschlossenen Fahrspurwechsel ermittelt wird.
Navigationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist: - eine Steuereinheit (9f), die dann, wenn die ermittelte Fahrtrichtung nicht mit der routenseitigen Fahrtrichtung übereinstimmt, einen Steuerprozess ausführt, der eine Fahrtrichtungswechselführung durchführt, die dazu anhält, von der Fahrtrichtung, in die das Fahrzeug fährt, auf die routenseitige Fahrtrichtung zu wechseln, wobei - die Bestimmung der Fahrtrichtungsbestimmungseinheit erfolgt, wenn der Fahrspurwechsel nach Ausführung des Steuerprozesses erfasst wird.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist: - eine straßendatenerhaltende Einheit (10), die Straßeninformationen erhält, die wenigstens Verkehrsstauinformationen oder Straßenoberflächeninformationen bezüglich der Fahrtrichtung umfassen, in die das Fahrzeug fährt; - eine Objekterfassungseinheit (24), die ein vor dem Fahrzeug befindliches Hindernis erfasst; - eine Scheibenwischererfassungseinheit (21), die den Betrieb eines Scheibenwischers des Fahrzeugs erfasst; - eine Regenerfassungseinheit (22), die ein Regnen auf das Fahrzeug erfasst; und - eine Zustandsbestimmungseinheit (9c), die bestimmt, ob es schwierig ist, das Bild auf der Grundlage wenigstens eines Ergebnisses, das von der straßendatenerhaltenden Einheit erhalten wird, eines Ergebnisses, das von der Objekterfassungseinheit erfasst wird, eines Ergebnisses, das von der Scheibenwischererfassungseinheit erfasst wird, oder eines Ergebnisses, das von der Regenerfassungseinheit erfasst wird, zu erkennen, wobei - die Bilderkennungseinheit eine Erkennungsprozessverhinderungseinheit aufweist, die verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass es schwierig ist, das Bild zu erkennen.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner aufweist: - eine Übertragungseinheit (23), die Fahrspurinformationen, einschließlich der ermittelten Fahrspur und einer Fahrzeugregistrierungsnummer des Fahrzeugs, nach außen überträgt.