DE19753172A1

DE19753172A1 - Verfahren zur rechnergestützten Navigation eines Fahrzeuges mit einem Endgerät, Endgerät und Verkehrszentrale

Info

Publication number: DE19753172A1
Application number: DE19753172A
Authority: DE
Inventors: Josef Meis; Jens Oppler; Peter Stangier
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: ATX Europe GmbH
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1998-07-16
Also published as: DE59702476D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rechnergestützten Navigation eines Fahrzeuges mit einem Endgerät, ein Endgerät und eine Verkehrszentrale.

Navigationssysteme zur rechnergestützten Navigation eines Fahrzeuges mit einem Endgerät in einem Verkehrsnetz unter Verwendung einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes sind bekannt. Eine dem Fahrer des Fahrzeuges mit dem Endgerät zu empfehlende Route kann entweder im Endgerät bestimmt werden oder in einer Verkehrszentrale bestimmt und dem Endgerät übermittelt werden. Jedoch kann aufgrund eines Staus, eines Unfalles, einer neuen Straßensperrung oder aufgrund eines Fehlers des Fahrers etc. ein Abweichen der tatsächlich vom Fahrzeug verfolgten Route von der empfohlenen Route auftreten. Systeme zur Rückführung des Fahrers auf die empfohlene, von ihm verlassene Route unter Verwendung einer digitalen Karte sind bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine optimale Navigation eines Fahrzeuges auch bei Abweichung von einer empfohlenen Route. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Während bekannte Systeme versuchen, einen Fahrer beim Verlassen einer empfohlenen Route auf jeden Fall möglichst kurzfristig wieder auf die empfohlene Route zurückzuführen, wird erfindungsgemäß angenommen, daß der Fahrer nicht grundsätzlich in allen Fällen eine empfohlene Route versehentlich verlassen hat, sondern daß der Fahrer Gründe für eine von der ersten empfohlenen Route divergierende Präferenz hat; deshalb wird bei Detektion einer Abweichung der aktuellen Position und/oder Fahrtrichtung von der empfohlenen ersten Route eine vom Fahrer des Fahrzeuges bevorzugte Route oder Teilroute, deren Existenz zumindest bis zu einer Plausibilitätsprüfung angenommen wird, bestimmt und zumindest insoweit bei der Bestimmung einer zweiten empfohlenen Route zur Zielposition berücksichtigt wird, daß eine Plausibilitätsprüfung erfolgt und daß sie unter der Bedingung positiver Plausibilitätsprüfung in die zweite Route eingeht. Das Verfahren ist dabei unabhängig von der Art der Übertragung von Daten zu einer Route. Das Abweichen von einer Route kann aufgrund einer aktuellen Fahrzeugposition und/oder aufgrund einer aktuellen Fahrzeug-Fahrtrichtung erfolgen; die Art der Zuordnung der Abweichung zur empfohlenen Route hängt von der Darstellung der empfohlenen Route ab. Eine bevorzugte Teilroute ist eine Route, die nur in einem Teilbereich, z. B. in einem Teilstück in Fahrtrichtung, von der ersten empfohlenen Route abweicht.

Das bisherige Fahrverhalten kann nicht nur beim Abweichen von einer empfohlenen Route, sondern auch bei der erstmaligen Berechnung einer Route berücksichtigt werden.

Aufgrund der empfohlenen Route werden vom Endgerät im Fahrzeug dem Benutzer des Endgerätes, also Fahrer des Fahrzeuges, Navigationshinweise zur Verfügung gestellt, also beispielsweise Informationen über von ihm wahrzunehmende Abbiegemöglichkeiten und/oder eine graphische Darstellung der Route oder eines Teils der Route.

Die Berechnung der Route kann im Endgerät erfolgen. Sie kann auch in einer Verkehrszentrale erfolgen, wobei Daten zu der empfohlenen Route an das Endgerät per Funk, insbesondere Mobilfunk, übertragen werden; eine Routenbestimmung im Endgerät hat den Vorteil autarken Navigierens, eine Routenbestimmung in einer Verkehrszentrale den Vorteil eines kostengünstigen Endgerätes und der Möglichkeit der unmittelbaren Verwendung von Verkehrsdaten in einer Verkehrszentrale.

Das Prinzip, anzunehmen, daß der Fahrer zumindest in einigen Fällen aufgrund einer von der ersten empfohlenen Route divergierenden bevorzugten Route oder Teilroute eine Abweichung von der empfohlenen ersten Route wahrnimmt, kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden. So kann beispielsweise beim Abweichen von einer Route zunächst eine Plausibilitätskontrolle dahingehend erfolgen, ob es plausibel ist, daß die Abweichung von der empfohlenen Route aufgrund einer bevorzugten Route oder Teilroute (beispielsweise aufgrund dem Fahrer bekannter oder für den Fahrer ersichtlicher Staus, Verkehrshindernisse etc.) erfolgt, also daß keine versehentliche Abweichung vorliegt. Die Parameter der Plausibilitätsprüfung im Endgerät können von einer Verkehrszentrale per Funk modifizierbar sein.

Eine Abweichung kann auch dahingehend in einer Verkehrszentrale berücksichtigbar sein, daß insbesondere bei Abweichung von mehreren Fahrzeugen von einer Route im gleichen Bereich ein Hindernis, wie ein Stau, Unfall etc., auf der ersten Route angenommen wird, so daß für Routenempfehlungen für weitere Fahrzeuge zumindest ein Teilbereich der ersteren Route nach der Abweichung vermieden wird.

Wenn aufgrund einer Plausibilitätsprüfung eine bewußte Abweichung, also eine bevorzugte, von der empfohlenen Route abweichende Route festgestellt wird, kann die bevorzugte Route oder Teilroute in unterschiedlicher Weise bestimmt werden und zur Bestimmung einer zweiten, sie miteinbeziehenden, empfohlenen Route zur Zielposition verwendet werden.

Beispielsweise kann eine Rückführung, also Überlappung der zweiten empfohlenen Route mit der ersten empfohlenen Route in einem auf der ersten empfohlenen Route sich bis zu einer Mindestdistanz hinter der Abweichung erstreckenden Straßenabschnitt - soweit im Verkehrsnetz möglich und sinnvoll - vermieden werden; damit kann insbesondere ein angenommener Stau, Unfall etc. nach der Abweichung umfahren werden.

Die Erfassung der aktuellen Position und der Fahrtrichtung des Fahrzeuges kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Eine Positionserfassung ist mit GPS möglich. Eine Fahrtrichtungserfassung kann durch mehrfache GPS-Erfassung und Differenzbildung und/oder durch Berücksichtigung von Lenkradeinschlägen eines Fahrzeuges und/oder durch einen Kompaß und/oder durch ein Richtungswechsel-Er fassungssystem erfolgen. Ferner ist eine Position zur Fahrtrichtungsbestimmung alternativ oder zusätzlich aufgrund des Verfolgens der Fahrt eines Fahrzeuges in einer digitalen Karte, insbesondere unter Berücksichtigung von Lenkradeinschlägen oder Richtungsänderungen und/oder einem Distanzmesser (Kilometerzähler) möglich.

Die Übermittlung von Daten vom Endgerät an eine Verkehrszentrale erfolgt zweckmäßig per Funk, insbesondere per Mobilfunk.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Beispiel einer eine Routenneuberechnung erforderlich machenden Abweichung eines Fahrzeuges von einer ersten empfohlenen Fahrtroute durch ein Verkehrsnetz,

Fig. 2 ein zweites Beispiel des Abweichens eines Fahrzeuges von einer empfohlenen Fahrtroute,

Fig. 3 ein drittes Beispiel des Abweichens eines Fahrzeuges von einer Fahrtroute.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Ausschnitt eines Verkehrsnetzes, nämlich das Autobahn- und Bundesstraßennetz um Köln. Einem Fahrzeug 1 wurde aufgrund seiner Anfangsposition (beispielsweise Düsseldorf) und seiner gewünschten Zielposition (beispielsweise im Süden von Köln liegend) eine erste Route empfohlen, auf welcher sich das Fahrzeug 1 zunächst im dargestellten Beispiel auf der A57 von Norden nach Süden, also in Fig. 1 von oben nach unten, fortbewegte. Dabei erhielt das Fahrzeug Navigationshinweise zur ersten empfohlenen Route, also beispielsweise Hinweise zu erforderlichen Abbiegevorgängen etc. Dabei wurde die Position des Fahrzeuges 1 im Fahrzeug 1 laufend erfaßt, wozu hier GPS (Global Positioning System) verwendet wurde. Ferner wurde die Fahrtrichtung laufend erfaßt, wozu hier jeweils mehrere aufeinanderfolgende GPS-Positionen durch Differenzbildung verwendet wurden. Die Fahrtrichtung und Position des Fahrzeuges wurden laufend mit der empfohlenen Route verglichen. Dazu wurde insbesondere die Position nach einem geeigneten Verfahren einer Strecke in einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes zugeordnet. Die digitale Karte kann im Endgerät und/oder in einer Verkehrszentrale sein. Wenn die Navigation im Fahrzeug allein autark erfolgt, befindet sich eine digitale Karte und bin Routenberechnungsprogramm im Endgerät im Fahrzeug; wenn die Navigation des Fahrzeuges wie hier durch eine Verkehrserfassungszentrale erfolgt, werden Positions- und/oder Richtungsdaten vom Fahrzeug wiederholt an eine Verkehrszentrale per Funk, hier Mobilfunk, übermittelt und in der Verkehrszentrale mit der dort berechneten empfohlenen Route verglichen sowie Daten zur empfohlenen Route per Mobilfunk etc. von der Verkehrszentrale an ein Fahrzeug 1 zur dortigen Darstellung oder Erstellung von Navigationshinweisen für einen Endgerätbenutzer übermittelt.

Im vorliegenden Fall wird im Endgerät (oder alternativ oder zusätzlich in der Verkehrszentrale) festgestellt, daß sich das Fahrzeug nicht auf einem zur empfohlenen Route gehörenden Straßensegment in einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes (im Endgerät und/oder in der Verkehrszentrale) befindet. Im vorliegenden Beispiel befindet sich das Fahrzeug 1 westlich, also in Fig. 1 links, neben der Autobahn A57, über welche die empfohlene Route führt, deshalb erfolgt zunächst eine Plausibilitätsprüfung dahingehend, ob der Fahrer einen Grund hatte, die Route zu verlassen. Im vorliegenden Falle befinden sich in der Nähe der aktuellen Position bzw. in Richtung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 keine Autobahnen, Bundesstraßen etc., welche zum Zielpunkt 2 führen, so daß angenommen wird, daß das Fahrzeug 1 einen lokalen Anlaß, wie beispielsweise einen Stau, Unfall etc. auf der A57 in dem Bereich, in welchem es von der Strecke abgewichen ist, für seine Abweichung hat. Deshalb wird angenommen, daß hier eine Abweichung aufgrund einer bevorzugten Route vorliegt, und diese Information wird in die Ausarbeitung einer zweiten empfohlenen Route mit einbezogen; dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß keine Rückführung auf die A57 erfolgt oder daß eine Rückführung auf die A57 erst nach einer bestimmten Strecke etc. erfolgt. Im ersteren Falle wird das Fahrzeug 1 über hier nicht dargestellte Dorfstraßen zur B59N und weiter zum Zielpunkt 2 geführt.

Im Beispiel in Fig. 2 wird aufgrund einer Position des Fahrzeuges 1 seitlich der A57 festgestellt, daß es die A57 verlassen hat. Jedoch liegt hier das Ziel in der Nähe, so daß ein versehentliches Abbiegen des Fahrzeuges von der Autobahn A57 an einer verfrühten Abfahrt möglich ist, so daß die Plausibilitätskontrolle nicht das sichere Vorliegen einer bevorzugten Route, welche von der empfohlenen ersten Route abweicht, ergibt. Deshalb wird hier zum Beispiel ein Rückführen des Fahrzeugs 1 auf die A57 empfohlen.

Im Beispiel in Fig. 3 wird in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 von der Verkehrszentrale aufgrund von beispielsweise stationären und/oder mobilen Verkehrsdetektoren ein Bereich 3 mit zähfließendem Verkehr in Fahrtrichtung auf der empfohlenen ersten Route erkannt, so daß die Plausibilitätsprüfung ergibt, daß das Fahrzeug wegen einer vom Fahrer des Fahrzeuges aufgrund eines Staus bevorzugten Route von der ersteren empfohlenen Route abgewichen ist. Deshalb wird hier eine zweite empfohlene Route derart bestimmt, daß das Fahrzeug 1 nicht auf die A57 und damit in den Stau 3 zurückgeführt wird, sondern eine Umfahrung des Staus 3 über Nebenstraßen erfolgt und erst danach eine Rückführung auf die A57 erfolgt oder indem eine völlig neue, die A57 umfahrende neue Route über die B59N, die A1, die E40 und die A53 zum Ziel 2 geplant wird.

Neben einer Routenneuberechnung beim Verlassen einer Route optimiert das erfindungsgemäße Verfahren auch die erste Berechnung einer Route.

Das Verfahren kann als Programm in einem Endgerät und/oder einer Verkehrszentrale implementiert sein. Das Programm umfaßt insbesondere im Endgerät und/oder in der Zentrale ein Routenberechnungsteilprogramm, ein Teilprogramm zur Abfrage der Anfangsposition und der gewünschten Zielposition, ein Teilprogramm zur Erfassung der Fahrzeugposition und/oder der Fahrtrichtung und ein Programm zur Zuordnung der Fahrtposition und/oder Fahrtrichtung zu einer digitalen Karte im Endgerät oder in der Verkehrszentrale.

Claims

1. Verfahren zur rechnergestützten Navigation eines ein Endgerät aufweisenden Fahrzeuges in einem Verkehrsnetz unter Verwendung einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes, wobei am Endgerät vom Benutzer ein gewünschter Zielort abgefragt wird und wobei eine Route zum Zielort bestimmt wird, die das bisherige Fahrverhalten berücksichtigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Fahrzeug von einer Straße auf eine Straße niedrigerer Kategorie abbiegt, die Route unter Berücksichtigung dieser Straße niedrigerer Kategorie berechnet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Fahrzeug vor der Routenabfrage auf einer Straße höherer Kategorie langsamer gefahren ist als auf dieser Straße zu erwarten ist, diese Straße, von welcher das Fahrzeug gerade abgebogen ist, zumindest auf einer bestimmten Strecke hinter der aktuellen Fahrzeugposition bei der Routenberechnung ausgeschlossen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn auf der vor der Routenabfrage befahrenen Straße höherer Kategorie ein Stau oder dergleichen gemeldet wird, diese Straße bei der Routenberechnung zumindest auf einer bestimmten Strecke hinter der aktuellen Fahrzeugposition ausgeschlossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung einer Route im Endgerät erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung einer Route in einer Verkehrszentrale erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Daten zu einer empfohlenen Route von der Verkehrszentrale an das Endgerät per Funk, insbesondere Mobilfunk, übertragen werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der vom Fahrer bevorzugten Route oder Teilroute die Position des Fahrzeuges einem Straßenabschnitt oder dgl. in einer digitalen Karte zugeordnet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Parameter der Plausibilitätsprüfung im Endgerät von einer Verkehrszentrale per Funk modifizierbar sind.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der empfohlenen Route Verkehrsinformationen verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der empfohlenen Route Entfernungen in der digitalen Karte und/oder Reisezeiten oder dgl. verwendet werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Position und/oder Fahrtrichtung des Fahrzeuges mit GPS erfaßt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Fahrtrichtung von einem Kompaß erfaßt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Fahrtrichtung aufgrund von Lenkradeinschlägen erfaßt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Position des Fahrzeuges aufgrund von Lenkradeinschlägen und einem Distanzmesser erfaßt wird.

16. Endgerät mit einem Speicher, mit einem im Speicher gespeicherten Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach Merkmalen mindestens eines der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einer optischen und/oder akustischen Benutzerschnittstelle und mit einer Eingabevorrichtung für zumindest eine Zielposition.

17. Endgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kommunikationseinrichtung zum Empfangen von Daten zu empfohlenen Routen von einer Verkehrszentrale aufweist.

18. Endgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Endgerät eine Mobilfunkeinrichtung aufweist.

19. Endgerät nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Endgerät ein GPS-System aufweist.

20. Endgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Endgerät eine digitale Karte des Verkehrsnetzes in einem Speicher aufweist.

21. Verkehrszentrale mit einem Speicher, mit einem im Speicher gespeicherten Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche oder nach Merkmalen mindestens eines der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes, mit einer Kommunikationseinrichtung zum Empfangen von einen gewünschten Zielort und den aktuellen Ort eines Fahrzeuges betreffenden Daten und zum Übersenden von eine in der Verkehrszentrale erstellte Route betreffenden Daten an das Endgerät.

22. Verkehrszentrale nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung eine Mobilfunkeinrichtung ist.