CN1847794A - 车辆导航设备 - Google Patents

Abstract

一种车辆导航设备，包括用于检测车辆当前位置的当前位置检测单元(1)和控制单元(8)。当检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，控制单元(8)执行指示在该引导点处将采用的路径的路线引导，以便通过沿着该路线的引导点。控制单元(8)还估计在路上行驶的车辆的行驶稳定度，并且控制执行该路线引导的定时，以便当估计的行驶稳定度较小时，该定时变得较早。

Description

车辆导航设备

技术领域

本发明涉及一种车辆导航设备，该车辆导航设备引导驾驶员沿着路线到达目的地。

背景技术

车辆导航设备一般具有路线引导功能，当车辆接近诸如要转弯的十字路口、分岔点、高速路的入口或者离开高速路的出口这样的引导点时，该路线引导功能为车辆的驾驶员执行路线引导。在路线引导中，导航设备使显示设备显示包括引导点的地图的放大视图，并且使声音设备输出播报在引导点应采用的路线的语音，例如“在前面xxx米的点处左转”。

在JP 2003-262530A中，公开了一种导航设备，其打算用于以适当的定时执行路线引导。尤其，该导航设备循环地估算到达十字路口所需的时间，并当所估计的时间变得低于预定时间时给出路线引导。因此，在到达每个引导点之前，该导航设备能够在给驾驶员相同时间余量的同时启动路线引导。

另外，该导航设备基于诸如驾驶员的驾驶技能、天气和车辆周围的亮度这样的情况，改变执行路线引导的定时和执行路线引导的方式。因此，该导航设备能够基于驾驶员的驾驶技能或者车辆周围的情况来执行路线引导。

车辆的行驶稳定度依据所行驶的道路的情况和车辆的情况而改变。在车辆的轮胎是滑的情况下，轮胎倾向于锁住或者打滑，并且车辆的行驶稳定度相应地减少。在上坡路或者下坡路上，轮胎的负载变得不均匀。在较轻负载下的轮胎的其中之一更可能锁住或者回滑。当车辆的行驶稳定度低时，期望避免诸如突然刹车或者突然车道改变这样的驾驶操作。

引导点是车辆必须改变它的前进方向的点，因此在引导点之前车辆必须改变所行驶的车道或者减小它的速度。车辆的行驶稳定度变得如此低，以致于驾驶员被给于的时间余量不足于在常规导航设备作出路线引导之后改变车道或者减少速度。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种车辆导航设备，其以一定时来执行路线引导，在此之后驾驶员具有充足的时间来安全地改变车道或者减速车辆。

车辆导航设备包括用于检测车辆的当前位置的当前位置检测单元和控制单元。当所检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，控制单元给出指示在引导点处所采用的路径的路线引导，以便通过沿着路线的引导点。控制单元还估计在路上行驶的车辆的行驶稳定度，并且控制给出路线引导的定时，以便当所估计的行驶稳定度变小时，定时变得较早。

依据导航设备的操作，驾驶员被给于充足的时间余量以控制车辆安全地改变车辆前进方向。

在另一方面，车辆导航设备包括用于检测车辆的当前位置的当前位置检测单元，用于存储道路地图数据的存储单元，以及控制单元。当所检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，控制单元执行指示在引导点所采用的路径的路线引导，以便通过沿着路线的引导点。控制单元还基于道路地图数据和所检测到的当前位置来确定车辆正行驶的道路是否降低了车辆的行驶稳定度。控制单元还控制给出路线引导的定时，以便当确定是肯定时，定时变得早于当确定是否定时的定时。

依据导航设备的操作，驾驶员被给于充足的时间余量以控制车辆安全地改变车辆前进方向。这是因为车辆正行驶的道路的状况影响了在该道路上行驶的车辆的行驶稳定度。

附图说明

根据下面的描述、附加的权利要求书和附图，将最好地理解本发明及其附加的目的、特点和优点。在附图中：

图1是根据本发明实施例的车辆导航设备的框图；

图2是示出了以取决于车辆稳定度的定时开始的路线导航的操作。

具体实施方式

下面，将参考图1和图2来描述根据本发明实施例的导航设备。如图1所示，导航设备20包括位置检测器1，地图数据输出设备5，操作开关6，显示设备7，声音输出设备9和导航ECU 8。防抱死控制器10、防滑控制器11和牵引控制器12作为行驶状态稳定设备，安装在车辆中并与导航ECU 8连接。导航ECU 8基于从行驶状态稳定设备提供的与车辆的行驶稳定性有关的信息来估计车辆的行驶稳定度。

导航ECU 8是公知的计算机，包括CPU、RAM、I/O和总线。总线将CPU、ROM、RAM和I/O互相连接在一起。ROM存储导航ECU 8所执行的程序。CPU根据程序进行计算。

位置检测器1包括陀螺仪2、速度传感器(或者距离传感器)3以及GPS(全球定位系统)接收器4，这些都是公知的，并且检测具有不同类型的检测误差的位置。导航ECU 8以互补的方式使用来自位置检测器1中的设备2到4的信息以检测车辆的当前位置和前进方向。位置检测器1可以只有设备2到4中的一个或者两个。位置检测器1可以具有代替设备2到4的用于检测当前位置和前进方向的其它传感器。

地图数据输出设备5将绘制路线图所需的地图数据输出给导航ECU 8。地图数据包括道路地图数据和标记数据。道路地图数据包括节点数据和链路数据。标记数据描述位置的名称。地图数据输出设备5还包括存储地图数据的存储设备。存储设备可以是CD-ROM、DVD-ROM和诸如存储卡或者硬盘驱动器这样的可重写存储媒质。

如本领域中所公知的，节点数据包括各个节点的节点数据集，在该各个节点的每一个处道路发生交叉、会合或分岔。每个节点数据集包括对应于该节点数据集的节点的节点ID、节点坐标和节点名称。每个节点数据集还包括指示与该对应节点连接的各个链路的连接链路ID。每个节点数据集还包括指示该对应节点是否具有交通信号的数据，指示在该对应节点处有关交通控制信息的数据，以及指示该对应节点的节点成本的数据。

链路数据包括各个链路的链路数据集。每个链路对应于在节点处分开的道路的一部分。每个链路数据集包括链路ID、链路长度以及对应于该链路数据集的链路的两端的节点坐标。每个链路数据集还包括指示该对应链路的道路种类(例如，高速路，收费公路，普通道路，城市道路，市郊道路)的数据，指示该对应链路的道路宽度的数据，在该对应链路中的车道数目，指示驶过该对应链路所需的时间的数据，以及指示该对应链路的速度限制的数据。每个链路数据集还包括补充情况数据，例如指示该对应链路对应于上坡道路、对应于下坡道路、在桥上或者弯曲的数据。

通过使用节点数据和链路数据，在地图上画出道路并通过诸如Dijkstra算法这样的公知算法来找到从开始点到目的地的路径，这是可能的。

操作开关6包括与显示设备7一起做成单个主体的触摸开关，或者包括机械开关。操作开关6可由用户操作以将数据输入到导航ECU8。例如，在使导航ECU 8找到从开始点到目的地的路线时，用户能够输入开始点、目的地或者路线必须通过的经过点。然而，在很多情况下，导航ECU 8将车辆的当前位置设置为开始点。因此输入经过点不是必需的。

当设置了开始点和目的地后，导航ECU 8通过Dijkstra算法找到从开始点到目的地的最优路线。当用户操作操作开关6以使导航ECU8开始路线引导时，导航ECU 8开始路线导航。

显示设备7包括例如液晶显示器，并且由导航ECU 8促使来显示指示车辆当前位置的车辆标志以及该车辆标记周围的道路地图，该道路地图由来自地图数据输出设备5中的地图数据组成。在路线导航中，由导航ECU 8促使显示设备7显示突出了最优路线的道路地图。当车辆接近引导点时，显示设备7还在路线引导中显示包括预定引导点的地图的放大视图。引导点是最优路线上的点，在该点处驾驶员需要关于车辆将采用哪条路径通过该点的加强引导。例如，在车辆应当左转或右转的十字路口、分岔点、高速入口和高速出口都能够是引导点。

当车辆接近引导点时，声音输出设备9通过输出语音告知车辆应当采用的路径(或者方向)来进行最优路线的语音引导，以沿着最优路径通过该引导点。

防抱死控制器10包括车轮旋转速度传感器，制动促动器和防抱死ECU。该旋转速度传感器检测车辆各个车轮的旋转速度。制动促动器控制各个车轮的制动气压。通过将控制信号输出到制动促动器，防抱死ECU以防抱死操作的方式来控制制动促动器的操作。尤其，防抱死ECU基于车轮的转速与车辆的行驶速度的比率来计算每个车轮的滑移比率。防抱死ECU控制制动气压来将滑移比率保持在预定范围内。因此，通过防止车轮的滑移比率增加到车轮锁死的水平，防抱死控制器10能够提高车辆在制动中的行驶稳定度。

防滑控制器11包括速度传感器、转向传感器、横摆率传感器和防滑ECU。速度传感器检测车辆的行驶速度。转向传感器检测由驾驶员的操作所引起的转向的旋转角度。防滑ECU给车辆的发动机控制器(未示出)输出一个用于减少发动机功率的请求信号。防滑ECU还给防抱死控制器10输出一个用于操作制动促动器并在其中一个车轮产生制动力的请求信号。

在不足转向的情况下，由横摆率传感器检测到的横摆率小于从检测到的车辆行驶速度和检测到的转向旋转角度计算得到的横摆率。在这种情况下，通过减少发动机功率和在车辆的后内车轮处产生制动力，防滑控制器11产生补偿检测到的横摆率不足所需的转动力矩(revolving moment)。在过度转向的情况下，其中检测到的横摆率大于所计算的横摆率，通过在车辆的前外车轮处产生制动力，防滑控制器11产生力矩来消除过多的横摆率。前外轮是在车辆侧面的接收较大离心力的前轮。依靠防滑控制器11的操作，车辆能够转动处于中性转向的状态中，因此可以增加行驶稳定度。

牵引控制器12主要包括也由防滑控制器11包括的那些设备。当启动或者加速车辆时在驱动轮中出现空转时，通过把用于减少发动机功率的请求信号输出给发动机控制器或者将制动气压施加给驱动轮，牵引控制器12试图抑制该空转。

对导航ECU 8进行编程来执行图2所示的路线引导，用于改变在它的导航操作中做出的加强路线引导的定时。

首先，导航ECU 8在步骤S100确定是否由导航ECU 8自身来执行路线引导。当在步骤S100的确定是肯定(YES)时，导航ECU 8随后执行步骤S110。

在步骤S110，导航ECU 8从行驶状态稳定设备中获得与车辆行驶稳定度有关的信息。根据上面的描述，行驶状态稳定设备通过几个传感器来检测车辆的行驶状态，以确定行驶稳定度是否正在降低。当确定是肯定时，行驶状态稳定设备执行控制操作以提高行驶稳定度。因此，通过从行驶状态稳定设备中获得与控制操作相关的信息、与行驶稳定度是否正在降低有关的信息或者与行驶状态有关的信息，导航ECU 8能够估计车辆的行驶稳定度。

与控制操作有关的信息包括防抱死控制器10是否已经执行了防抱死操作的信息。通过获得该信息，根据是否已经执行了防抱死操作，导航ECU 8能够确定行驶稳定度是低还是高。与行驶稳定度是否正在降低有关的信息包括与检测到的车轮滑移比率有关的信息。根据该与滑移比率有关的信息，导航ECU 8能够确定行驶稳定度是低还是高。与行驶状态有关的信息包括与车辆的行驶速度和车轮的旋转速度有关的信息。根据该与行驶速度和旋转速度有关的信息，导航ECU 8能够确定行驶稳定度是低还是高。根据来自防滑控制器11和牵引控制器12的信息，导航ECU 8同样能够确定行驶稳定度是低还是高。

从获得该信息的时间起直到经过一段时间，存储在步骤S110获得的与车辆行驶稳定度有关的信息。导航ECU 8基于从行驶状态稳定设备中获得的并仍然存储的所有过去信息来估计车辆行驶稳定度。出

随后在步骤S120，导航ECU 8基于车辆的当前位置和地图数据，指定车辆当前将要行驶的道路。导航ECU 8在步骤S120进一步基于地图数据获得与该指定道路的状况有关的信息。当该获得的状况信息指示该道路是斜坡、该道路在桥上或者该道路弯曲时，车辆的稳定性变差。在该指定道路是上坡路或者下坡路的情况下，在车轮上的负载变得不均匀。较轻负载下的一个车轮更可能抱死或者空转。在该指定道路在桥上的情况下，抱死或者打滑的可能性倾向于增加，因为在很多情况下，桥的摩擦系数小于普通路的摩擦系数。在该指定道路弯曲的情况下，打滑的可能性增加。

在步骤S130，基于在步骤S110获得的与车辆稳定性有关的信息以及在步骤S120获得的与指定道路有关的信息，导航ECU 8估计车辆的行驶稳定度。导航ECU 8基于与车辆稳定性有关的信息以一种方式来估计行驶稳定度，同时基于与指定道路的状况有关的信息以另一种方式来估计行驶稳定度。或者，导航ECU 8可以通过使用与车辆稳定性有关的信息和与指定道路的状况有关的信息两者的组合来估计行驶稳定度。

在步骤S140，导航ECU 8确定在步骤S130估计的行驶稳定度被分类在高级(high range)还是低级(low range)。当被分类在高级时，导航ECU 8执行步骤S150以将用于加强的路线引导的定时设置为常规定时。当被分类在低级时，导航ECU 8执行步骤S160以将用于加强的路线引导的定时设置为较早定时。

用于加强的路线引导的定时可以根据从当前位置到引导点的距离来设置。例如，当所估计的行驶稳定度处于高级时，导航ECU 8可设置用于加强的路线引导的定时，以便它能够在车辆到达引导点之前300米的点时启动加强的路线引导。相反，当所估计的行驶稳定度处于低级时，导航ECU 8可以设置用于加强的路线引导的定时，以便它能够在车辆到达引导点之前500米的点时启动加强的路线引导。

因此，当所估计的行驶稳定度为低时，导航ECU 8可以设置用于加强的路线引导的定时，以便它能够在车辆到达距离引导点较远的点时启动加强的路线引导。用于加强的路线引导的定时在所估计的行驶稳定度为低的情况中比所估计的行驶稳定度为高的情况中要变得较早。

用于加强的路线引导的定时可以设置为车辆以当前行驶速度从当前位置到达引导点所需的时间段。在这种情况下，当所估计的行驶稳定度处于低级时，导航ECU 8将该时间段设置得比所估计的行驶稳定度处于高级时要长。用于加强的路线引导的定时在所估计的行驶稳定度为低的情况中比所估计的行驶稳定度为高的情况中要变得较早。

在上面的例子中，车辆的行驶稳定度被分类为两个级别(即，高级和低级)中的一个。然而，行驶稳定度可以被分类为三个级别或者多个级别中的一个。在这种情况下，当所估计的行驶稳定度被分类的级别变得较低时，用于加强的路线引导的定时被设置为较早。

随后在步骤S170，导航ECU 8将当前位置与最优路线进行比较。然后在步骤S180，导航ECU 8基于步骤S170的比较来确定用于加强的路线引导的定时是否已经来到。当步骤S180的确定是肯定时，导航ECU 8执行步骤S190。当步骤S180的确定是否定时，导航ECU 8执行步骤S200。

在步骤S190，通过使显示设备7显示放大地图，导航ECU 8执行引导点的加强的路线引导，所述放大地图示出了通过沿着最优路线的引导点时将采用的路径(或者前进方向)。在步骤S190，通过使语音输出设备9输出声音来通知驾驶员通过沿着最优路线的引导点时所采用的前进方向，导航ECU 8还进行引导点的加强的路线引导。在步骤S200，导航ECU 8确定车辆是否已经到达目的地。当在步骤S200的确定是否定时，导航ECU 8再次执行步骤S100。

本发明不应限制为上面讨论的和附图中示出的实施例，而是可以在不背离本发明的精神的情况下以多种方式来实现。

例如，车辆可以只有防抱死控制器10、防滑控制器11和牵引控制器12中的一个或者两个。

导航ECU 8可以仅基于与车辆稳定性有关的信息或者仅基于与指定道路的状况有关的信息来估计车辆的行驶稳定度。

Claims (10)

1、一种车辆导航设备，包括：

当前位置检测单元(1)，用于检测所述车辆的当前位置；和

控制单元(8)，用于：

当所述检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，执行指示在所述引导点处将采用的路径的路线引导，以便通过沿着所述路线的所述引导点；

其特征在于，所述控制单元(8)：

估计行驶在道路上的车辆的行驶稳定度；以及

控制执行所述路线引导的定时，以便随着所述估计的行驶稳定度变得较小，所述定时变得较早。

2、根据权利要求1的导航设备，其中所述控制单元(8)基于由用于稳定行驶中的所述车辆的稳定设备(10，11，12)提供的信息来估计所述行驶稳定度，所述稳定设备(10，11，12)安装在所述车辆上。

3、根据权利要求2的导航设备，其中所述稳定设备(10，11，12)是防抱死控制器(10)、防滑控制器(11)和牵引控制器(12)的其中之一，其中所述防抱死控制器(10)用于防止所述车辆的车轮抱死，所述防滑控制器(11)用于防止所述车辆打滑，以及所述牵引控制器(12)用于防止所述车轮空转。

4、根据权利要求1到3的其中之一的导航设备，还包括：

用于存储道路地图数据的存储单元(5)，

其中所述控制单元(8)：

基于所述道路地图数据和所述检测的当前位置，确定所述车辆正行驶的所述道路是否降低了所述车辆的行驶稳定度；以及

控制执行所述路线引导的所述定时，以便与当所述确定为否定时相比，当所述确定为肯定时所述定时变得较早。

5、根据权利要求4的导航设备，其中当所述车辆正行驶的所述道路是上坡道路、下坡道路、桥上的道路或者弯曲道路的其中之一时，所述控制单元(8)确定所述道路降低了所述车辆的行驶稳定度。

6、根据权利要求1的导航设备，其中所述控制单元(8)基于由用于控制行驶中的所述车辆的控制设备(10，11，12)提供的信息来估计所述行驶稳定度，所述控制设备(10，11，12)安装在所述车辆上。

7、一种车辆导航设备，包括：

当前位置检测单元(1)，用于检测所述车辆的当前位置；

存储单元(5)，用于存储道路地图数据；以及

控制单元(8)，用于：

当所述检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，执行指示在所述引导点处将采用的路径的路线引导，以便通过沿着所述路线的所述引导点；

其特征在于，所述控制单元(8)：

基于所述道路地图数据和所述检测的当前位置，确定所述车辆正行驶的道路是否降低了所述车辆的行驶稳定度；以及

控制所述执行所述路线引导的定时，以便与当所述确定为否定时相比，当所述确定为肯定时所述定时变得较早。

8、根据权利要求7的导航设备，其中所述控制单元(8)：

估计在道路上行驶的车辆的行驶稳定度；以及

控制执行所述路线引导的定时，以便随着所述估计的行驶稳定度变得较小，所述定时变得较早。

9、一种用于路线引导的计算机程序产品，包括：

至少一个计算机可读介质；和

嵌入在所述介质中的计算机程序机制，用于使计算机：

当检测的当前位置接近沿着路线的引导点时，执行指示在所述引导点处将采用的路径的路线引导，以便通过沿着所述路线的所述引导点；

其特征在于，所述计算机程序用于使所述计算机：

估计在道路上行驶的车辆的行驶稳定度；以及

控制执行所述路线引导的定时，以便随着所述估计的行驶稳定度变得较小，所述定时变得较早。

10、一种用于路线引导的计算机程序产品，包括：

至少一个计算机可读介质；和

嵌入所述介质中的计算机程序机制，用于使计算机：

在当前位置接近沿着路线的引导点时，执行指示在所述引导点处将采用的路径的路线引导，以便通过沿着所述路线的所述引导点；

其特征在于，所述计算机程序使所述计算机：

基于道路地图数据和检测到的当前位置，确定车辆正在行驶的道路是否降低了所述车辆的行驶稳定度；以及

控制执行所述路线引导的定时，以便与当所述确定为否定时相比，当所述确定为肯定时所述定时变得较早。