CN101243301A - 用于运行导航系统的方法和导航系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于运行导航系统的方法，其中确定位置数据，借助于所述位置数据和地图数据来计算通往目的地的线路并且生成和输出相应于该线路的跟踪指示。按本发明，为所述位置数据求出偏差系数并且依赖于该偏差系数来生成跟踪指示。此外，公开了一种用于实施按本发明的方法的导航系统(1)。

Description

用于运行导航系统的方法和导航系统

技术领域

本发明涉及一种用于运行导航系统的方法，其中确定位置数据，借助于所述位置数据和地图数据来计算通往目的地的线路并且生成和输出相应于该线路的跟踪指示。此外，本发明涉及一种用于实施所述方法的导航系统。

背景技术

用于汽车的导航系统以及用于运行所述导航系统的方法已经充分公开。通常要确定汽车的当前位置并且随后计算通往预定的或者说输入的目的地的线路。此外，要取用在存储器中比如在CD-ROM或DVD中的公路网络或者说道路网络的数字化地图数据。其中，所述地图数据可以包含关于公路走向、公路等级、十字路口、转弯条件以及名胜古迹方面的信息。所述信息的量和精确度在此依赖于所使用的存储器的容量。

期间，经常用卫星支持的系统比如用全球定位系统GPS或者其它类似的系统来求出汽车的地理位置。作为其它的方位信息，可以比如通过陀螺测试仪来确定行驶方向，通过速度传感器来确定行驶速度并且/或者通过加速度传感器来确定行车变化。

优选电子的数据处理装置比如微处理器借助于所求出的位置数据及数字化的公路地图的地图数据来确定汽车的方位。在这种情况下，可以通过所谓的“地图匹配(Map-Matching)”-方法来对出现的传感器测量误差进行校正，其中将不同的传感器的信息与存储的地图的信息进行比较。在偏差小时会认为，汽车处于允许的或者说根据公路地图可行驶的公路上并且相应地对方位进行校正。因此为了对根据传感器数值求得的位置进行校正，具有尽可能高的分辨率(细致几何图形或者形状-点)的数字地图的内容是必需的。在偏差大时，系统中断跟踪并且提示使用者处于可行驶的道路之外。

不过这种方法无法用在不具有或者仅仅部分具有细致几何图形-信息的数字地图上。所述地图用在所谓的离线导航系统上，在所述离线导航系统上在中央进行真正的线路计算并且通过传输线路输送给汽车。在EP 1 380 021 B1中公开了一种用于运行所谓的离线导航系统的方法，其中始终检查汽车离开可由汽车行驶的线路的第一决定点的当前间距并且在经过所述决定点之后在超过汽车的最小间距时确定下一个决定点。

在这种方法以及例如在所述地图匹配方法中，在跟踪时始终认为，所求出的位置可正确地供人使用。在该位置与公路走向有偏差时，必要时根据公路走向对该位置进行校正，并且将汽车的这个经校正的位置假定为正确的方位。因为未设置进一步检查，所以会导致有误差的跟踪。

发明内容

在这种背景下，本发明的任务是改进导航。该任务通过一种具有按权利要求1所述特征的方法以及借助于一种具有按权利要求11所述特征的导航系统得到解决。

由此，在一种前述类型的方法中，按本发明为位置数据求出偏差系数并且附加地依赖于该偏差系数来生成跟踪指示。在此主要构思是，所求出的位置数据即使在发现该位置的不可靠性时也保持不变。在出现所述不可靠性时，使导航与这种关于精确方位的了解的不可靠性相匹配。由此以更改的形式生成所述行车指示并且通知使用者。

在精确的方位位置的不可靠性增加时，相应地不可靠的并且可能有误差的行车建议的输出可以通过合适的与行车状况相匹配的跟踪指示得到补偿。而后这会导致，使用者在跟踪时不会注意到暂时的位置不可靠性。如果方位确定的不可靠性变得太不可靠，那就不能向使用者隐藏。在这种情况下，就不向使用者欺骗在实际上根本没有得到保证的位置精确度。

在按本发明的方法的一种优选的设计方案中，依赖于卫星支持的定位装置的位置数据、至少一个传感器的测量数据、所计算的线路的地图数据并且/或者借助所存储的驾驶员模式来求出偏差系数。该方法在此动用供该方法使用的、在汽车中存在的和安装的传感器或者这些传感器中的一部分。此外，除了这些传感器数据之外，可以对关于所计算的线路的信息以及驾驶员模式进行分析，从该驾驶员模式中可以根据特定的行驶特性推导出相应的公路走向。所推导出来的公路走向可以与地图数据进行比较。

为了在不致于使使用者的注意力太过离开交通状况的情况下可靠地进行跟踪，要以光学和/或声学方式输出所述跟踪指示。

在按本发明的方法中，以有利的方式在跟踪指示中在达到所述偏差系数的特定值时不输出任何精确的到下一个决定点之间的距离说明。代替“在300米内右转”这样的说明，可以比如输出“在下一个时机右转”这样的指示或者通过路名的指定“右转到路易斯路”来提示。由此，驾驶员得到对其来说所必需的信息，而对他来说没有直接感觉到关于精确方位的不可靠性。

为了在出现位置不可靠性时不仅仅输出还不精确的说明，可以在按本发明的方法的一种优选的设计方案中规定，多个跟踪指示如此彼此链接，从而依赖于位置数据并且依赖于所述偏差系数来生成关于在线路上的下一个决定点的跟踪指示并且依赖于相应地先前的决定点来生成关于接下来的决定点的跟踪指示。

在一种优选的按本发明的方法中，在下一个决定点之前以特定的间距输出跟踪指示，并且所述间距随着偏差系数的增加而变大。由此存在这样的可能性，即使用者在一个决定点之前及时地获得信息，使得其可以比如在转弯过程之前通过可靠地进行的变道进行调整。

此外，可以优选在一个显示器上显示地图截取部分时在达到所述偏差系数的特定值时扩大该地图截取部分。优选以二维的北向-俯视图(Nord-Draufsicht)来示出所述地图截取部分。通过所述地图比例尺的变化并且尤其通过在向北定向的地图中的地图视图的更换来对方位位置的不精确性进行补偿，因为有误差的位置说明变得不太明显。这可以进一步得到支持，方法是方位的视图借助卡索尔雷达(Carsor)由箭头改变为圆圈，并且由此不再反映汽车的定向。

在按本发明的方法的一种优选的改进方案中，在超过特定的用于所述偏差系数的阈值时输出一个报警提示。由此向使用者表明，目前无法进行精确的定位。此外，这还会导致，在出现太大的方位不可靠性时无法输出行车建议。

按照按本发明的方法的一种优选的设计方案，在达到所述偏差系数的特定值时借助于地图数据进行可信性检查，并且附加地依赖于可信性检查来生成跟踪指示。如果比如因汽车在穿越隧道时对卫星信号来说汽车被遮蔽可以借助于地图数据来解释位置不精确性，那么可以依赖于行车状况对此加以考虑。

在按本发明的导航系统的一种优选的实施方式中，作为输出装置可以设置显示器和/或扬声器。由此可以以光学以及声学方式输出行车建议。

为精确地进行方位确定，作为定位装置设置了卫星支持的定位系统。这可以比如是全球定位系统GPS或者伽利略系统。除了常见的信号信息之外，还可以附加地在卫星信号上利用多普勒效应。

对于进一步的有利的方位确定来说，在按本发明的导航系统的一种优选的实施方式中，作为其它定位装置，设置了至少一个另外的传感器。所述导航系统由此可以动用必要时安装在汽车中的传感器及其传感器数据。

最后在一种优选的实施方式中设置了保存的驾驶员模式，用于从求出的传感器数据及驾驶员模式中推导出公路走向，该公路走向可以与地图数据相比较。

附图说明

下面借助于一个实施例参照附图示范性地对本发明进行详细解释。其中：

图1是按本发明的导航系统的示意简图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的导航系统1的示意简图，该导航系统1具有中央数据处理装置2比如电子微处理器。所述数据处理装置2与定位装置3相连接，该定位装置3借助于安装在所述导航系统1外部的天线4来接收在图1中用箭头5表示的无线电信号。无线电信号5是卫星支持的定位系统的信号，该定位系统可以比如是全球定位系统GPS、伽利略系统或者类似的系统。所述定位装置3将确定的位置数据传送给所述数据处理装置2。

通过输入装置6，导航系统1的使用者可以以公知的方法确定和输入目的地设定值。所述数据处理装置2借助于由所述定位装置3得到的位置数据、由所述输入装置6传送的目的地数据并且借助于存储在存储器7中的地图数据来计算从当前位置到目的地的线路。

此外，所述数据处理装置2作为所述定位装置3的位置数据的补充还从多个与所述导航系统1相连接的传感器9、10、11得到其它为定位可进行分析的数据。所述传感器9、10、11可以比如是里程传感器、速度传感器9、用于沿不同的空间方向的加速度的加速度传感器10和/或转速传感器11。

作为其它的传感器，可以比如设置地磁场传感器或者说指南针。此外，可以设想用于转速确定的车轮脉冲差确定、转向角和/或用于高度测量的压力的确定。但是，所述数据处理装置2不必同时动用所有可支配的传感器数据，而是对一部分可能的传感器的分析就已足够。最后，计算的线路的数据以及存储的驾驶员模式作为传感器予以提供，因为它们同样可以被用来进行定位。所述驾驶员模式保存在存储器7中，并且可以由数据处理装置2在那里读出。

根据所计算的线路和具有求出的偏差系数的位置数据，由所述数据处理装置2生成跟踪指示，所述跟踪指示通过输出装置8通知给导航系统1的使用者。所述输出装置8可以具有用于跟踪指示的光学输出的显示器(未示出)和/或用于跟踪指示的声学输出的扬声器(未示出)。

按本发明的方法的突出之处在于，勿需始终要求精确了解当前位置。在定位质量下降的情况下，也向使用者输出对使用者来说可以理解的并且可信的行驶建议或者说跟踪指示。借助于所有定位装置的传感器数据来检查，用所述传感器数据检测到的方位是否与在所计算的线路上的点相一致。通过所有适合于定位的系统和传感器的不同的传感器数据的合适关联来求出偏差系数，该偏差系数相当于根据说明所评估的位置不可靠性。所述偏差系数不是规定的数，而是包含位置(作为长度和宽度)的不可靠性的说明，但也比如包含速度、汽车方向及高度等的不可靠性的说明。由此求出的偏差系数因此是一个较为复杂的产物。

有时可以将所测量的传感器数据与所学到的和保存的驾驶员模式进行比较，在所述驾驶员模式中存储了特定的用于相应的道路状况的行驶特性。这可以是特定的速度值及相应的用于在定义的公路等级中划分的公路的变更方案和/或在弯道前后的典型的加速度或者说制动率。这就能够在传感器数据失灵时为短的路段实现搭接，从而尽管如此也能够对方位位置进行评估。

借助于卫星支持的定位系统，可以足够精确地确定当前位置。但是，这种精确的定位要求持续地与发出无线电信号的卫星保持联系。但是，无线电信号的接收会受到汽车的当前环境的干扰，比如在穿过高楼之间的街道、山谷和/或隧道时。

用于评估位置不可靠性的标准可以比如是大于500米的偏差或者大于60°的方向误差。在数字化的公路网络内部太多矛盾的位置也可以用作标准。在生成行车建议时，对所求出的偏差系数加以考虑，从而在达到特定的用于所述偏差系数的临界值时不再输出精确的从当前位置到下一个决定点之间的距离说明。

当然，其它超越下一个决定点的行车建议可以通过行车建议的链接来得到精确再现，因为这种链接涉及先前的决定点。在两个决定点之间的距离说明可以从地图数据中较为精确地加以确定并且由此不依赖于当前位置。用链接来表示跟踪指示，该跟踪指示比如可以是：“在下一个时机右转并且而后在150米内左转”。

因为位置的不精确性涉及当前位置，所以可以继续精确地说明可以从存储器7中的数字化公路网络的地图数据中获取的精确的距离说明。因为不可靠性随距离增加而上升，所以应该以链接方式仅仅输出最大数目的比如三个跟踪指示并且将最大距离限制在比如一千米上。将输出这种链接的行车建议的时刻保存下来，以便在位置精确性得到改进并且再度可靠时避免因太过频繁地说出或者说输出行车建议而使使用者不知所措。

为了不欺骗使用者根本不存在的位置精确性，可以附加地使跟踪指示的显示与当前状况相匹配。因此比如在显示器中还示出一个箭头来表示应该弯入的道路。在这种情况下取消精确的距离说明。

如果涉及地图导航，那么在这种情况下必须下调缩放等级。因此所示出的地图的比例尺要放大，并且所示出的地图截取部分再现公路网络更大的区域。也可以由(虚拟)三维视图更换为北向-俯视图，在北向-俯视图中定位误差不太明显。这尤其对角度误差的补偿也就是汽车的定向来说大有帮助。这在卡索尔雷达从表明方向的箭头转换为不依赖于方向的圆时得到支持，从而在北向示意图中无法推断出汽车的定向。

在超过临界的用于所述偏差系数的阈值时，通过所述输出装置8向使用者输出报警提示，从而由于太不精确的定位不可能输出可靠的行车建议。

通过按本发明的方法的上述措施，所述导航系统不断检查定位的精确性并且使跟踪指示与当前位置的不可靠性相匹配。使用者由此没有得到任何明显地识别为不精确或者有误差的行车建议。

为了不会太频繁地因示意图的更换而使驾驶员不知所措，可以在所述偏差系数增加时首先检查，是否在定位时变得越来越大的不可靠性借助于存储的地图数据显得可信。比如在穿过隧道时或者在桥梁下横穿时卫星信号的接收会受到干扰。如果信息中断可信，那么因此可以对预料到的遮蔽的持续时间进行估计并且借助于应该在线路上输出的行车建议来判断，是否必须在遮蔽路段内给出行车建议。

遮蔽路段应该通过地图数据的信息及有意义的附加信息(Zuschlaege)来估计。对于所述的遮蔽路段，可以相应地调整跟踪指示，比如“在隧道中左转”和/或“在隧道之后右转”。

只有在信息中断由于地图数据而无法可信化时，才在生成前述类型的跟踪指示时实施其它措施。

如果暂时未提供绝对的位置信息(卫星信号遮蔽)并且不存在其它足够的传感装置以能够用计算航迹导航法进行定位，那就假设，使用者跟随线路。由此知悉行车路段并且还仅仅必须确定，汽车在行车路段上处于何处，由此所计算的线路作为另一个传感器予以提供。但这仅仅对于短的路段的搭接有意义。

除了跟踪指示的调整之外可以规定，在显示器上向使用者输出当前的位置不可靠性或者说偏差系数。因此对使用者来说随时都很清楚，所输出的行车建议以何种精确性为基础。

Claims (15)

1.用于运行导航系统的方法，其中确定位置数据，借助于所述位置数据和地图数据来计算通往目的地的线路并且生成和输出相应于该线路的跟踪指示，其特征在于，为所述位置数据求出偏差系数并且依赖于该偏差系数来生成跟踪指示。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，依赖于卫星支持的定位装置的位置数据、至少一个传感器的测量数据、计算的线路的地图数据和/或借助于存储的驾驶员模式来求出所述偏差系数。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以光学和/或声学方式输出跟踪指示。

4.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在跟踪指示中达到所述偏差系数的特定值时不输出任何精确的到下一个决定点的距离说明。

5.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，多个跟踪指示彼此链接，从而依赖于所述位置数据和偏差系数来生成关于线路上的下一个决定点的跟踪指示，并且依赖于相应地先前的决定点来生成关于接下来的决定点的跟踪指示。

6.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在下一个决定点之前以特定的间距来输出跟踪指示并且所述间距随着偏差系数的增加而变大。

7.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在显示器上显示地图截取部分时，在达到所述偏差系数的特定值时放大所述地图截取部分。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，在二维的北向-俯视图中示出所述地图截取部分。

9.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在超过特定的用于所述偏差系数的阈值时输出报警提示。

10.按前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在达到所述偏差系数的特定值时，借助于所述地图数据进行可信度检查并且附加地依赖于可信度检查来生成所述跟踪指示。

11.用于实施按前述权利要求中的任一项所述的方法的导航系统，具有：

-用于输入目的地的输入装置(6)，

-至少一个用于确定位置数据的定位装置(3、9、10、11)，

-用于公路网络的地图数据的存储器(7)，

-用于借助于所述位置数据和地图数据来计算通往目的地的线路并且用于依赖于该线路来生成跟踪指示的数据处理装置(2)，以及

-用于跟踪指示的输出装置(8)，

其特征在于，所述数据处理装置(2)设置用于为所述位置数据求出偏差系数并且附加地依赖于所述偏差系数来生成所述跟踪指示。

12.按权利要求11所述的导航系统，其特征在于，作为输出装置(8)设置了显示器和/或扬声器。

13.按权利要求11或12所述的导航系统，其特征在于，作为定位装置设置了卫星支持的定位系统(3)。

14.按权利要求11到13中的任一项所述的导航系统，其特征在于至少一个另外的传感器作为其它定位装置。

15.按权利要求14所述的导航系统，其特征在于，作为其它定位装置设置了存储的驾驶员模式。

Images