CZ288054B6

CZ288054B6 - Způsob zpracování dat pro řídicí a informační systém vozidla

Info

Publication number: CZ288054B6
Application number: CZ19973159A
Authority: CZ
Inventors: Rolf Beyer; Gerhard Fleck; Beirnd Günther
Original assignee: Detemobil Deutsche Telekom Mobilnet Gmbh
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 2001-04-11
Also published as: WO1996031858A1; EP0819295A1; ATE180087T1; EP0819295B1; PL180108B1; PL322575A1; HUP9900908A3; AU5001096A; GR3030972T3; US6070123A; ES2135219T3; HUP9900908A2; CZ315997A3; DK0819295T3; HU224292B1

Abstract

Pomocí alespoň jednoho radiového přenosového systému (3) se přenášejí mezi vozidlem (12) a centrální jednotkou (1) data a informace relevantní pro provoz. V jednotce (2) pro zpracování dat centrální jednotky (1) a/nebo v jednotce (5) pro zpracování dat vozidla (12) se propočítává alespoň jedna cesta (23, 33), a data o cestě se mezi vozidlem (12) a centrální jednotkou (1) přenášejí pomocí radiového přenosového systému (3). Jednotka (2) pro zpracování dat centrální jednotky (1) a/nebo jednotka (5) pro zpracování dat vozidla (12) simulují v reálném čase jízdu vozidla, přičemž při provádění simulace v reálném čase jak v jednotce (5) pro zpracování dat vozidla (12), tak v jednotce (2) pro zpracování dat centrály (1), se provádí synchronizace (16) simulací v reálném čase pomocí signálů, které se přenášejí pomocí radiového přenosového systému (3). Poloha vozidla (12) v simulaci jízdy v reálném čase se zobrazuje ve vozidle (12) spolu s dalšími informacemi relevantními pro provoz.ŕ

Description

Způsob zpracování dat pro řídicí a informační systém vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování dat pro řídicí a informační systém vozidla, u kterého se pomocí alespoň jednoho radiového přenosového systému přenášejí data a informace relevantní pro provoz mezi vozidlem a centrální jednotkou.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy různé způsoby a uspořádání pro řídicí a informační systémy vozidla. Je možno rozlišovat zejména dva základní systémy.

Za prvé jde o autarkní navigační systémy, u kterých navádění vozidla na cíl probíhá pouze v něm samotném. Přitom je však nutností sdílení značného množství uložených dat o cestě na vhodných nosičích dat. Dále není u takových systémů možný přístup k aktuálním provozním datům.

Autarkní mapový informační systém s navigačními možnostmi a s možností plánování cesty je znám od firmy CARDY Karten Informations Systeme GmbH, Monchengladbach, a byl představen v prospektu v říjnu 1993. V případě CARDY jde o mapový informační systém s programem vedení na cíl, založený na elektronické kartové databance, která je k dispozici na nosiči dat ve vozidle. S pomocí GPS-navigačního systému je možno provádět takzvaný MAPmatching, tzn. přizpůsobení výřezu z mapy poloze vozidla, takže aktuální stanoviště vozidla může být zobrazeno stále na odpovídajícím výřezu mapy. Poloha vozidla zjištěná pomocí GPS se může také pomocí rádia přenášet na centrálu, kde se může realizovat například management flotily. Dále je možné plánování cesty pomocí elektronicky uložené mapy, která je k dispozici ve vozidle, přičemž vedení vozidla na cíl se provádí na základě plánované cesty a polohy stanoviště.

Přes Traffic Message Channel (TMC) v rámci Rádio Data Systems (RDS) se vysílají kódované provozní informace vedle aktuálního rozhlasového programu. Ve vozidle mohou být z nabízených informací vybrány ty, které jsou zajímavé pro momentální oblast a směr jízdy. Vedle dále existující nutnosti zpracování dat ve vozidle není ještě u takových systémů možná žádné cílené, individuálně odladěné zadávání informace.

Toho lze dosáhnout tím, že se přes dvousměmý systém přenosu dat, jako radiový přenos, zřídí spojení mezi vozidlem a jednou nebo více informačními centrálami. Toho může být dosaženo za prvé pomocí pevně instalovaného systému majáků, přičemž příslušné zařízení vozidla při míjení majáku s ním vejde do styku. Pro poskytování informací bez mezer to však vyžaduje plošné pokrytí sítí majáků, což obecně nelze uskutečnit. Prostor pokrytý informacemi se tak většinou omezuje na prostory aglomerací.

Za druhé může být prostřednictvím využití radiového přenosového systému jako je digitální GSM-síť dosaženo dvousměmé výměny informací, která se při plošném pokrytí zajištěném mobilní radiovou sítí může udržovat nepřetržitě.

Nyní je většinou požadováno poskytnout řidiči jen ty informace, které se týkají jeho momentálního pobytu na určitém úseku cesty a jeho směru jízdy. K tomu je znám Systém Of Cellular RAdio for Traffic Efficiency and Safety (SOCRATES), který na základě dat o poloze a informací o cestě, které jsou k dispozici ve vozidle, filtruje provozní informace vysílané regionálně prostřednictvím GSM, a oznamuje je řidiči. Tím je automaticky dána potřeba navigačního zařízení pro stálé určování polohy vozidla, s čímž jsou spojeny odpovídající náklady na techniku i provoz.

- 1 CZ 288054 B6

Úkolem předloženého vynálezu je zajistit dvousměmý tok informace mezi vozidlem a řídicí a informační centrálou, jakož i neustále poskytovat aktuální informace pro řidiče v rámci odpovídajícím oblasti pobytu vozidla, přičemž tento rámec je s výhodou stanovitelný a ovlivnitelný 5 řidičem. Přitom se usiluje především na straně vozidla o co možná nejmenší technické náklady a s tím spojené nákladově příznivé využití systému řidičem.

Podstata vynálezu

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen znaky prvního nároku. Řidiči jsou zobrazována data o poloze jakož i další informace relevantní pro provoz, zejména pokyny jako aktuální doporučení odbočení z propočtené cesty. Propočet alespoň jedné cesty, provedený v jednotce pro zpracování dat centrály a/nebo v jednotce pro zpracování dat vozidla, se provádí pomocí algoritmu, založe15 ného na známých průměrných cestovních časech (průjezdnosti trasy). Podkladem propočtu cesty mohou být zejména zadání, vkládaná pomocí zařízení pro vkládání dat samotným řidičem, a přenášená do jednotek pro zpracování dat.

Následuje předávání dat o cestě přes radiový přenosový systém, takže jsou v obou jednotkách 20 pro zpracování dat vloženy tytéž cesty. Na tomto základě se provádí simulace jízdy vozidla v reálném čase, která v ideálním případě probíhá jak v jednotce pro zpracování dat centrály, tak také v jednotce pro zpracování dat vozidla.

Simulace v reálném čase může však probíhat také jen v jednotce pro zpracování dat centrály 25 nebo jen v jednotce pro zpracování dat vozidla, což způsobuje snížené výdaje v druhé z těchto jednotek pro zpracování dat a tedy příslušně úspory nákladů. V tom případě je pouze nutné přenášení polohy vozidla, určené simulací v reálném čase, alespoň v pravidelných intervalech na druhou z těchto jednotek pro zpracování dat.

Každá simulace v reálném čase může probíhat v jednotce pro zpracování dat zcela samostatně, aniž by bylo nutno zasahovat do provozních nebo polohových parametrů vozidla. Jednotka pro zpracování dat tak představuje ve vztahu k simulaci v reálném čase uzavřený systém, který potřebuje jako vstupní data pouze alespoň jednu propočtenou cestu a ve kterém se pomocí startovního signálu uvede do chodu simulace v reálném čase. Tak v příslušné jednotce pro 35 zpracování dat projíždí virtuální vozidlo virtuální jízdu, která odpovídá skutečné jízdě reálného vozidla po reálné cestě. V ideálním případě jsou virtuální průběhy jízdy a reálný průběh jízdy zcela identické. Odchylky mezi průběhy jízdy se vychytávají synchronizací popř. testováním přijatelnosti.

V případě provádění simulace v reálném čase jak v jednotce pro zpracování dat vozidla, tak v jednotce pro zpracování dat centrály, se provádí synchronizace simulací v reálném čase pomocí radiového přenosového systému, která se provádí podle nároků na přesnost systému a minimalizaci nákladů na signalizaci např. jen na začátku simulací nebo v pravidelných intervalech, alespoň však při korekci simulace ze strany řidiče např. pomocí zařízení pro vkládání dat na 45 straně vozidla. V tomto provedení vynálezu je dosaženo toho, že v obou systémech mohou být v libovolném čase dotazovány informace o poloze vozidla, jejichž srovnání prostřednictvím radiového přenosového systému se však provádí jen čas od času. Kromě drastického snížení nákladů na signalizaci prostřednictvím radiového přenosového systému je tím způsobem zajištěno, že i při dočasném přerušení radiového spojení má řidič k dispozici informace o provo50 zu, vztahující se k cestě, zvláště o poloze vozidla a o směru k cíli. Dále dovoluje tento způsob, založený na individuálním průběhu jízdy, cílené předávání informací prostřednictvím dvousměrného radiového přenosového systému na příslušné vozidlo, zejména aktuálních informací, které se týkají oblasti pobytu vozidla. Polohová data vozidla, nutná pro přiřazení, se mohou snadno získat ze simulace v reálném čase. Přímé určení skutečně aktuální polohy vozidla prostřednict

-2CZ 288054 B6 vím dalších nákladů na navigační systém je tak přebytečné. Testování přijatelnosti a případně nezbytné korekce polohy vozidla v simulaci mohou být prováděny samotným řidičem přímým vkládáním dat na straně vozidla.

Oblastí využití vynálezu jsou zejména další rozvinutí ve vztahu k digitální mobilní radiové síti podle GSM-standardu. GSM-sítě poskytují široké plošné pokrytí radiovým příjmem, takže kontinuální dodávání informací do vozidla přináší prospěch jako další výhoda.

Jedno vytvoření předmětu vynálezu předpokládá, že řidič sám může vkládat na straně vozidla prostřednictvím zařízení pro vkládání dat zadání pro jízdu, které je základem stanovení virtuálního průběhu jízdy. To se týká především místa startu a cíle cesty, úseků cesty, kterým dává přednost a eventuelních zadání objížděk. Průběh jízdy se pak ve vozidle zobrazuje optickým a/nebo akustickým způsobem a řidič má možnost prostřednictvím zařízení pro vkládání dat provádět korekce cesty, zejména momentální polohy vozidla. Řidiči tak nabízí řídicí systém vozidla vedle průběžné informovanosti možnost v kterémkoliv okamžiku přizpůsobit průběh svým individuálních přání, jakož i provést řídící zásah do systému.

Přitom se nabízí provádět synchronizaci virtuálního průběhu jízdy v jednotce pro zpracování dat centrální jednotky s virtuálním průběhem jízdy v jednotce pro zpracování dat vozidla alespoň tehdy, když se provádí vkládání dat prostřednictvím zařízení pro vkládání dat na straně vozidla. Náklady na signalizaci prostřednictvím radiového přenosového systému je dále možno na minimum redukovat a vznikají jen při skutečné nutnosti vyrovnání.

S výhodou se řídicí systém vozidla doplňuje další aktuální informací relevantní pro provoz. Na základě oblasti pobytu vozidla, zjištěné z virtuálního průběhu jízdy, vybírá centrální jednotka cíleně aktuální informace, jako je stav cesty, staveniště, hustota provozu aj., které se týkají cesty projížděné vozidlem a/nebo jedné nebo více alternativních cest, a přenášejí se na vozidlo. Tak se získá výhoda dynamického řízení provozu s ohledem na momentální podmínky. Přitom jsou řidiči k dispozici ty individuálně zvolené informace, které se týkají jen části silniční sítě, která je pro něho zajímavá. Cílený výběr informací podle oblasti pobytu vozidla se zjednodušuje tím, že je informace o oblasti pobytu vozidla neustále k dispozici z virtuálního průběhu jízdy.

Podle dalšího vytvoření poskytuje řídicí sytém řidiči další informace a služby. Vedle připravených libovolných informací o provozu a o cestě mohou být k dispozici také další služby jako rezervace hotelů rezervace letenek a další.

Vynález se může pro verifikaci polohových dat s výhodou kombinovat s navigačním systémem. K tomu se nabízí radiové navigační systémy jako Globál Positioning Systém (GPS). Po sdělení polohových dat jednotce pro zpracování dat na straně vozidla se provádí srovnání polohových dat s polohou vozidla ve virtuální jízdě. Nastanou-li odchylky nad rámec tolerancí, provede se korekce polohy vozidla ve virtuální cestě v simulaci v reálném čase. Také pro toto vytvoření vynálezu je výhodné, když se provádí synchronizace virtuálních průběhů jízdy v jednotce zpracování dat centrální jednotky a vozidla alespoň po provedení korekce polohy vozidla ve virtuální jízdě.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím bude blíže zvláštní příklad provedení vynálezu vysvětlen prostřednictvím výkresů, na kterých představuje obr. 1 schematické znázornění centrální jednotky, jakož i součástí na straně vozidla, které jsou navzájem spojeny přes mobilní radiovou síť,

-3CZ 288054 B6

I obr. 2 displej pro řidiče, jako optické zobrazovací zařízení pro informace ve vozidle, a obr. 3 vyladění průběhu jízdy.

Příklady provedení vynálezu

Koncové zařízení 4 na straně vozidla 12 je spojeno s klávesnicí 7, jako zařízením pro zadávání dat, pomocí které řidič na začátku své jízdy zadá ve vozidle data jako výchozí místo, cílové místo 10 a popř. cesty, kterým dává přednost (např. přes Hannover).

Pro propočet nej výhodnější standardní cesty jsou dvě možnosti:

1. Propočet cesty v terminálu 4 vozidla:

Systém na straně vozidla předává data propočtené cesty přes mobilní radiovou síť 3 do centrální jednotky L

2. Propočet cesty v centrální jednotce 1:

Systém na straně vozidla předává zadaná data přes mobilní radiovou síť 3 do centrální jednotky. Centrála 1 propočítává standardní cestu, která vychází z reálného průběhu 13 jízdy reálného vozidla 12. jakož i alternativní cesty, a předává tato data přes mobilní radiovou síť 3 do systému 4 na straně vozidla. Vložením prostřednictvím klávesnice 7 popř. zadáním termínu startu 25 signalizuje řidič systému, že nastupuje jízdu. V jednotce 5 pro zpracování dat na straně vozidla, jakož i v jednotce 2 pro zpracování dat na straně centrální jednotky 1 se nyní spustí vždy jeden virtuální průběh 23. 33 jízdy a synchronizují 16 se vždy prostřednictvím mobilní radiové sítě 3. Každá z jednotek pro zpracování dat na základě propočtené cesty, jakož i překážek na částech cesty, simuluje jízdy 23. 33 virtuálního vozidla 22, 32 na cestě, jejíž průběh je identický se 30 standardní cestou. To se děje jako zcela samostatná, na skutečné cestě 13 nezávislá simulace v reálném čase, nevyžadující další vnější parametry jako provozní nebo místní data reálného vozidla 12. Na displeji 6 se v poli 9 cesty objeví vždy aktuální část průběhu 23 jízdy simulované na straně vozidla. Místní změny se ukazují řidiči na displeji 6. Momentální místo pobytu virtuálního vozidla 22 na virtuální cestě 23, které je v ideálním případě identické s místem pobytu 35 reálného vozidla 12 na reálné cestě 13, se přitom vhodným způsobem zvýrazňuje, například výrazným barevným pruhem. Kromě toho se zobrazují v kontrolním okénku 10 místní údaje a kontrolní informace, jako označení dálničních výjezdů a přejezdů, pokyny jako na příštím výjezdu (č. 47) odbočit atd.

Řidič může při vzniku odchylek mezi místem pobytu zobrazeným na displeji 6 a skutečnou polohou vozidla provést pomocí klávesnice 7 korekci 14. Korekce 14 oblasti pobytu se sdělí jednotkám 2, 5 pro zpracování dat a virtuální průběhy 23, 33 cesty se vyrovnají obnovenou synchronizací 16 přes mobilní radiovou síť 3. Přeruší-li řidič jízdu, signalizuje systému vozidla a centrálnímu systému přerušení jízdy příslušným vstupem pomocí tlačítek. Při znovuzahájení 45 jízdy to příslušným způsobem sdělí systému.

Když je ve vozidle 12 k dispozici GPS-přijímač, je možná verifikace 15 polohy virtuálního vozidla 22 ve virtuální jízdě 23 simulované na straně vozidla. Provede se dotaz na reálnou polohu vozidla 12 a data polohy se srovnají s aktuálními daty polohy virtuálního vozidla 22 ve 50 virtuální jízdě 23. Zjistí-li se odchylka mezi daty polohy, apřekročí-li odchylka předem stanovené tolerance, provede se korekce polohy virtuálního vozidla 22 na cestě 23 a následně nastavení 16 průběhu 33 jízdy na straně centrály.

-4CZ 288054 B6

Centrální jednotce je oznámena z virtuálního průběhu 33 jízdy oblast pobytu, jakož i směr jízdy virtuálního vozidla 32. Tato data v ideálním případě souhlasí s odpovídajícími aktuálními daty reálného vozidla 12. což je zajištěno dostatečným vyrovnáním průběhů jízdy 13, 23, 33. Aktuální provozní hlášení, která se dodávají do centrální jednotky z informačního stanoviště 8, se přiřazují individuálně pro každého účastníka podle cesty a směru jízdy a podle oblasti pobytu vozidla. Takto filtrované informace se zobrazují v informačním poli 11 na příslušném displeji 16 řidiče. Zobrazené informace se automaticky aktualizují. Informace mohou sestávat z hlášení o provozní situaci nebo lokálních varování jako pozor, mlha s viditelností pod 50 m v oblasti ..., jede Vám naproti nebezpečný řidič, jeďte prosím co nejvíce vpravo, náledí na dálničním mostě Tieftal, atd. Nastane-li na plánované cestě přerušení provozu, může řidič vyžadovat od centrální jednotky individuální doporučení, jak se mu vyhnout. Tuto alternativní cestu může řidič odečíst z displeje 6.

Pomocí klávesnice může řidič kdykoliv informační pochod úplně přerušit. Je také možno počítat s tím, aby řidič mohl vyvolat přímo služby a informace z centrální jednotky, jako např. data o počasí pro určitou oblast, informace o hotelech, telefonech a adresách nebo podobně. Tyto služby a informace mohou být k dispozici přímo z centrální jednotky, nebo se zřídí přístup k příslušnému poskytovateli služeb, realizovaný přes centrální jednotku nebo přímo k poskytovateli služeb. Dalšími oblastmi využití mohou být rezervace hotelů, vlaků či letadel jakož i finanční a burzovní obchody.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zpracování dat pro řídicí a informační systém vozidla (12), ve kterém se pomocí alespoň jednoho radiového přenosového systému (3) přenášejí mezi vozidlem (12) a centrální jednotkou (1) data a informace relevantní pro provoz, a v jednotce (2) pro zpracování dat centrální jednotky (1) a/nebo vjednotce (5) pro zpracování dat vozidla (12) se propočítává alespoň jedna cesta, a data o cestě se mezi vozidlem (12) a centrální jednotkou (1) přenášejí pomocí radiového přenosového systému (3), vyznačující se tím, že

- vjednotce (2) pro zpracování dat centrální jednotky (1) a/nebo vjednotce (5) pro zpracování dat vozidla (12) se provádí simulace jízdy vozidla (12) v reálném čase tak, že vjednotce (2, 5) pro zpracování dat se zpracovávají údaje o virtuální cestě (23, 33), která odpovídá skutečné cestě (13) reálného vozidla (12), přičemž simulace v reálném čase probíhá zcela samostatně vzhledem ke skutečné jízdě vozidla (12),

- pro případ provádění simulace v reálném čase jak vjednotce (5) pro zpracování dat vozidla (12), tak vjednotce (2) pro zpracování dat centrální jednotky (1), se provádí synchronizace (16) simulací v reálném čase pomocí signálů, které se přenášejí pomocí radiového přenosového systému (3),

- poloha vozidla (12) zjištěná pomocí simulace jízdy v reálném čase spolu s dalšími informacemi relevantními pro provoz se zobrazuje ve vozidle (12).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že centrální jednotka (1) vybírá další informace relevantní pro provoz na základě polohy vozidla (12) získané simulací v reálném čase a cíleně je sděluje do vozidla (12) přes radiový přenosový systém (3).

-5CZ 288054 B6 í
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že na straně vozidla (12) se vkládají pomocí zařízení (7) pro vkládání dat zadání pro jízdu, zejména data o místě startu a cíle, předávají se do jednotky (2, 5) pro zpracování dat ve vozidle (12) i v centrální jednotce (1), a z těchto zadání vychází stanovení cesty a začátek simulace v reálném čase.
4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že na straně vozidla (12) se pomocí zařízení (7) pro vkládání dat koriguje poloha vozidla (12) v simulaci jízdy v reálném čase.

10
5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že jednotka (5) pro zpracování dat na straně vozidla (12) zjišťuje pomocí navigačního systému, zejména pomocí radiového navigačního systému, skutečnou polohu vozidla (12) a porovnává ji s aktuální polohou vozidla (12) v simulaci jízdy v reálném čase, a že při překročení toleranční meze odchylky skutečné polohy vozidla (12) od aktuální polohy vozidla (12) v simulaci jízdy v reálném čase

15 provádí jednotka (5) pro zpracování dat na straně vozidla (12) korekci polohy vozidla (12) v simulaci jízdy v reálném čase.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se provádí synchronizace (16) simulace jízdy v reálném čase v jednotce (2) pro zpracování dat centrální

20 jednotky (1) se simulací jízdy v reálném čase v jednotce (5) zpracování dat vozidla (12) alespoň tehdy, když

- se provádí vkládání dat týkajících se průběhu cesty pomocí zařízení (7) pro vkládání dat na straně vozidla (12) a/nebo

- se provádí korekce (14) polohy vozidla (12) ve virtuální jízdě pomocí jednotky (5) pro zpracování dat na straně vozidla (12).
7. Způsob podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že na straně 30 vozidla (12) se přes řídicí a informační systém vyvolávají služby a/nebo informace, zejména informace relevantní pro provoz.
8. Způsob podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že radiový přenosový systém (3) je digitální mobilní radiová síť.