DE10105900A1 - Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung von ZielführungshinweisenInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen aus einer digitalen Straßenkarte bei einem Navigationssystem für Landfahrzeuge beschrieben. Die Zielführungshinweise werden aus der Geometrie eines Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgegebenen Teilfahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewonnen und als Symbole optisch und/oder als standardisierte Sprachanweisungen akustisch ausgegeben.
Description
Die Erfindung geht aus von der Gattung, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1
wiedergegeben ist.
Es sind Verfahren bekannt, bei denen in digitalen Karten für Navigationssysteme die
Straßenzüge mit Abbiegehinweisen für jede Kreuzung angereichert sind. Da diese
Abbiegehinweise für jede Fahrtrichtung, in die gefahren werden kann, sowohl für die
Fahrtrichtung, aus der ein Fahrzeug an eine Kreuzung kommen kann, unterschied
lich sein können, werden diese Informationen in der Regel in einer umfangreichen
Matrix abgelegt. Mit Hilfe dieser Matrix ist man in der Lage, schnell auf die jeweils
gewünschte Fahrtrichtung zurückzugreifen. Diese Matrizen nehmen dementspre
chend sehr viel Speicherplatz in Anspruch.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Zielführungshinweise aus der Geo
metrie eines Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgege
benen Teilfahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewon
nen. Dies erübrigt eine umfangreiche detaillierte digitale Straßenkarte. Vielmehr sind
im Datenumfang erheblich eingeschränkte Informationen eines Teilnetzes ausrei
chend, die auch auf drahtlosem Wege übertragen und der jeweiligen Fahrzeugpositi
on angepasst werden können.
Weiterhin ist es nicht mehr nötig, eine Matrix für sämtliche Abbiegemöglichkeiten
vorzuhalten, sondern die entsprechenden Zielführungshinweise können unmittelbar
vor einer Fahrtrichtungsänderung generiert werden und damit den erforderlichen
Speicherplatz weiter begrenzen. Anstatt sämtliche möglichen Fahrhinweise abzuspeichern,
werden die entsprechenden Zielführungshinweise rechnergestützt aus der
Geometrie des Teilnetzes individuell erzeugt. Außerdem ist es dadurch möglich, sich
an aktuelle Änderungen anzupassen.
Zur Erzeugung der Zielführungshinweise können die mit der Fahrtroute übereinstim
menden und vor der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge als Folge von
Zeichnungshinweisen aus wenigstens einer Grundform und deren Richtung darge
stellt werden. Dazu müssen keinerlei Symbole gespeichert werden, sondern die
Symbole können auch ausschließlich durch Rechenoperationen aus den Vektorzü
gen ermittelt werden.
Alternativ können die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor der jeweiligen
Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge mit Grundformen von Symbolen verglichen
und die Grundform und Richtung mit der größten Übereinstimmung dargestellt wer
den. Bei dieser Alternative kommt man mit weniger Rechenoperationen aus, dafür
müssen aber die Grundformen und möglichen Richtungen der Symbole gespeichert
sein.
Vorzugsweise werden die Grundformen durch Gerade und Kreisbogen gebildet und
in ihrer Richtung abgestuft sowie in ihrem Betrag ebenfalls abgestuft oder skaliert.
Dadurch ist es möglich, die häufigsten Streckenführungen mit ausreichender Genau
igkeit abzubilden und so aufzubereiten, dass sie auch mit einfachen Mitteln auf Dis
plays mit geringer Auflösung dargestellt werden können.
Im einfachsten Fall wird nur die Hauptroute dargestellt. Diese kann jeweils aktuell
von einer Zentrale erzeugt und zum Navigationsgerät des Fahrzeugs übermittelt
werden. Fahrzeugseitig muss dann nur noch die Umsetzung in entsprechende Sym
bole durchgeführt werden.
Ergänzend kann neben der Hauptroute auch die Nebenroute und/oder können Orien
tierungsmerkmale dargestellt werden.
Diese erleichtern dem Fahrzeugführer die Orientierung insofern, als dass er sich
rechtzeitig auf entsprechende Zielführungshinweise, die mit einem Verlassen der
bisherigen Fahrtrichtung verbunden sind, einstellen kann. Bei dem erfindungsgemä
ßen Verfahren ist es möglich, diese zusätzlichen Merkmale im fahrzeugseitigen End
gerät selbstständig zu generieren, ohne hierbei die Bandbreite des Übertragungska
nals von der Zentrale zum Navigationsgerät zu erhöhen.
Werden sowohl die Hauptroute als auch die Nebenroute und/oder Orientierungs
merkmale dargestellt, so können diese neben der zweidimensionalen Abbildung auf
einer optischen Anzeige als dritte Dimension durch unterschiedliche Farbe und/oder
Heiligkeit und/oder Strichart dargestellt werden. Dadurch wird eine Übersichtlichkeit
gewährleistet, die dem Fahrzeugführer die benötigten Informationen deutlich zur Ver
fügung stellt, ohne seine Konzentration zur der Unterscheidung der dargestellten
Zielführungshinweise zu beanspruchen und unnötig vom Verkehrsgeschehen abzu
lenken.
Außerdem kann ein Schwellwert für die lokale geometrische Begrenzung des zu be
trachtenden Teilnetzes ausgewertet werden, der abhängig von der Dichte der Ver
zweigungspunkte und/oder der Fahrgeschwindigkeit gewählt wird.
Es ist dadurch möglich, die für eine Zielführung erforderlichen Informationen auf ein
Minimum zu begrenzen und trotzdem dem Fahrzeugführer rechtzeitig die für eine
Änderung der Fahrtrichtung nötigen Informationen zur Verfügung zu stellen.
Zur Unterscheidung der zwei Grundformen "Gerade" und "Kreissegment" können die
Richtungen und Beträge mehrerer unmittelbar aufeinanderfolgenden Vektoren aus
gewertet werden. Dabei können bei unter einem Schwellwert liegenden aufeinander
folgenden Beträgen der Vektoren und gleichem Richtungssinn Kreissegmente ge
wählt werden, während im anderen Fall Geraden gewählt werden.
Ohne die entsprechenden Grundformen für Abzweigungen und Kreisverkehr spei
chern zu müssen, können die Symbole für die Grundformen somit aus den tatsächlichen
geometrischen Bezügen des Teilnetzes der digitalen Straßenkarte gewonnen
werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen an
gegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt einer digitalen Karte mit einer Einbahnstraßenführung in
einem Kreisverkehr sowie mehreren Kreuzungen,
Fig. 2 eine Blockdarstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 einen ersten Teil eines Flussdiagramms eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 einen zweiten Teil eines Flussdiagramms eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 5 einen ersten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem
Zielführungshinweis,
Fig. 6 einen zweiten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem Zielfüh
rungshinweis und
Fig. 7 einen dritten Abschnitt der digitalen Straßenkarte mit einem
Zielführungshinweis.
In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer digitalen Straßenkarte mit insgesamt acht groß ge
zeichneten Entscheidungspunkten sowie klein gezeichneten Wegepunkten zwischen
den Entscheidungspunkten dargestellt, die die Streckengeometrie abbilden. Die Ent
scheidungspunkte im oberen Bereich gehören zu einem Kreisverkehr, während die
Entscheidungspunkte im unteren Bereich zu Kreuzungen gehören. Dabei sind Weg
abschnitte, die in beiden Richtungen befahren werden können, als Geraden und
Wegabschnitte, die Einbahnstraßen darstellen, als Pfeile dargestellt. In den Fig.
5-7 wird auf einzelne Abschnitte noch gesondert Bezug genommen.
Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in
Blockdarstellung. Als Ausgangsparameter werden eine Teilfahrtroute, ein Teilnetz
und die Fahrzeugposition bzw. der der Fahrzeugposition nächste Wegepunkt benö
tigt. Diese Informationen müssen nicht auf einem mitgeführten Speichermedium ge
speichert sein, sondern können von einer Zentrale drahtlos zum Navigationsgerät
des Landfahrzeugs übermittelt werden. Dabei ist allerdings zu beachten, dass nur
eine geringe Bandbreite zur Verfügung steht und damit nur eine geringe Datenmen
ge übertragen werden kann.
Weiterhin können für das erfindungsgemäße Verfahren optionale Parameter, wie ein
Schwellwert für die lokale geometrische Begrenzung, sowie eine Einbindung von O
rientierungspunkten vorgenommen werden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten ersten Teil eines Flussdiagramms geht es im wesent
lichen darum, eine Entscheidung zwischen der Darstellung von Kreuzungssymbolen
sowie Kreisverkehr zu treffen. Die Ermittlung eines Kreisverkehrs ist dabei besonders
aufwendig, da hier neben dem Merkmal Einbahnstraße auch noch das Kriterium ei
nes geschlossenen Kreises geringen Umfangs bestimmt werden muss.
Im Flussdiagramm wird nach dem Start als erstes der nach der aktuellen Fahrzeug
position liegende Entscheidungspunkt KE bestimmt. Anschließend wird die Kante gE
auf der Route vor dem Entscheidungspunkt KE bestimmt und danach die nächste
Kante g0 auf der Route hinter dem Entscheidungspunkt KE. Danach folgt eine Ent
scheidung und Verzweigung, ob die Kante g0 eine Einbahnstraße ist. Bei Nein wird
auf das weitere Teil-Flussdiagramm nach 1 verzweigt, bei Ja geht es weiter mit der
Bestimmung des Winkels w0 als Richtungsänderung g0 gegenüber gE.
Es folgt jetzt die Bestimmung der nach g0 folgenden Kante gn.
Als nächstes wird geprüft, ob die nächste Kante gn auf der Route einer Einbahnstra
ße ist. Bei Ja wird der Winkel wn bestimmt, das ist die Richtungsänderung der nach
folgenden Kante gn gegenüber der vorangehenden Kante gn-1.
Anschließend wird nacheinander geprüft, ob die Drehrichtung von wn gleich der von
wn-1 ist, ob die Distanz dn kleiner als ein Schwellwert ist und ob die Summe der Dis
tanzen dn kleiner als ein Schwellwert ist. Wenn alle Prüfungen mit Ja beantwortet
wurden, wird der nächste Knoten Kn auf der Route bestimmt. Ist Kn ein Entschei
dungspunkt, wird anschließend geprüft, ob der Entscheidungspunkt gleich dem ers
ten Entscheidungspunkt ist. Diese Prüfung wird als Schleife gegebenenfalls mehr
mals durchlaufen. Ist Kn gleich KE, wird nach 2 gesprungen. Falls die vorher getroffe
nen Prüfungen negativ sind, handelt es sich um eine Kreuzung, und es wird nach 1
gesprungen.
War die Entscheidung, ob die nächste Kante gn auf der Route einer Einbahnstraße
ist, negativ, wird geprüft, ob mindestens eine Kante vom Knoten KN eine Einbahn
straße ist. Ist das der Fall, wird analog zur vorherigen Schleife der Winkel wn der
nachfolgenden Kante bestimmt, also die Richtungsänderung von gn gegenüber gn-1.
Anschließend werden die gleichen Prüfungen durchgeführt, wie im linken Teil des
Flussdiagramms dargestellt und oben beschrieben.
Anschließend wird der in Fig. 4 dargestellte zweite Teil des Flussdiagramms abgear
beitet.
Wird bei einer der Entscheidungen nach 1 verzweigt, werden die Richtungen aller
abgehenden Seitenstraßen von KE gegenüber Kante gE bestimmt. Diese werden
dann als Kreuzungssymbolik dargestellt.
Wird bei einer der Entscheidungen nach 2 verzweigt, wird eine Prüfung vorgenom
men, ob die Summe aller Winkel wn gleich 360° ist. Ist das der Fall, werden alle ge
speicherten Richtungen der Route und Seitenstraßen zum Zielführungspfeil zusam
mengesetzt und als Kreisverkehrsymbolik dargestellt.
Fig. 5 zeigt einen Teilausschnitt einer Karte mit einem Entscheidungspunkt KE, von
dem vier Straßen abgehen. Dabei ist die Hauptroute in dicken Linien dargestellt,
während die Nebenrouten in dünnen Linien dargestellt sind. Die kleineren Punkte
stellen Wegepunkte dar, die den Straßenverlauf markieren. Zwischen den Wege
punkten untereinander bzw. zwischen den Wegepunkten und dem Entscheidungs
punkt sind Vektoren dargestellt. Der Vektor auf der Hauptroute vor dem Entschei
dungspunkt KE wird als gE und der Vektor hinter dem Entscheidungspunkt auf der
Hauptroute als g0 bezeichnet. Die Lage der Vektoren um den Entscheidungspunkt KE
wird in Form einer Symbolik dargestellt. Dabei werden weitgehend die Winkel ge
zeichnet, wie sie von dem Entscheidungspunkt KE abgehen. Die Hauptroute ist in
einer durchgehenden Linie dargestellt, während die beiden Nebenrouten als nicht
ausgefüllte Linien gezeichnet sind.
Fig. 6 zeigt eine erweiterte Darstellung, bei der die Fahrzeugposition vor einem wei
teren Entscheidungspunkt KE liegt. Zusätzlich zu der Darstellung gemäß Fig. 4 wird
auch noch die Darstellung dieses weiteren Entscheidungspunktes ergänzt, wobei
zwar die Winkel der vom vorangehenden Entscheidungspunkt KE abgehenden Stra
ßen annähernd dargestellt sind, der übrige Verlauf aber nicht maßstabsgetreu, son
dern durch Abstufungen gedrungen oder skaliert dargestellt ist, um eine übersichtli
che Anzeigemöglichkeit auf einem optischen Display zu ermöglichen.
Fig. 7 zeigt schließlich den Ausschnitt der Straßenkarte für einen Kreisverkehr. Dort
geht der Vektor g0 vom Entscheidungspunkt KE aus, und die nachfolgenden Vektor
züge g0 bis g7 führen wieder auf diesen Entscheidungspunkt KE zurück. Auch die
Summe der Winkel w0 bis w7 ergeben 360°, und ferner sind die Beträge der Vektoren
unterhalb eines Schwellwertes. Daher ergibt die Prüfung entsprechend der vorbe
schriebenen Routine einen Kreisverkehr, der durch Symbole dargestellt wird. Zusätzlich
werden an weiteren Entscheidungspunkten abzweigende Straßen dargestellt,
und die Fahrtroute ist als ausgefüllte Linie gezeichnet.
Während sich diese Darstellungen auf eine optische Anzeige beziehen, ist es mög
lich, ausgehend von den verwendeten Symbolen auch eine standardisierte Sprach
ausgabe zu erzeugen, die eine Unterscheidung zwischen Kreuzung und Kreisverkehr
vornimmt und Abbiegehinweise entsprechend einer Aufzählung der abgehenden Sei
tenstraßen beim Kreisverkehr oder bei Kreuzungen zwischen links, rechts, gerade
aus und Zwischenstufen, eventuell mit Winkelangaben, ausgibt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen aus einer digitalen Stra
ßenkarte bei einem Navigationssystem für Landfahrzeuge,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zielführungshinweise aus der Geometrie eines
Teilnetzes der digitalen Straßenkarte in Verbindung mit einer vorgegebenen Teil
fahrtroute und der Fahrzeugposition jeweils zur aktuellen Laufzeit gewonnen und als
Symbole optisch und/oder als standardisierte Sprachanweisungen akustisch ausge
geben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Teilnetzes in Verbindung mit der
Teilfahrtroute durch Verknüpfung von Vektorzügen einerseits zwischen Wegepunk
ten untereinander und andererseits zwischen Wegepunkten und Entscheidungspunk
ten der digitalen Straßenkarte ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor
der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge als Folge von Zeichnungsan
weisungen aus wenigstens einer Grundform und deren Richtung dargestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Fahrtroute übereinstimmenden und vor
der jeweiligen Fahrzeugposition liegenden Vektorzüge mit Grundformen von Symbo
len verglichen und die Grundformen und Richtungen mit der größten Übereinstim
mung dargestellt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Grundformen durch Gerade und Kreisbogen ge
bildet werden und in ihrem Betrag abgestuft oder skaliert und ihrer Richtung abge
stuft sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass nur die Hauptroute dargestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptroute sowie die Nebenroute und/oder Orien
tierungsmerkmale dargestellt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptroute und die Nebenroute und/oder Orien
tierungsmerkmale als dritte Dimension durch unterschiedliche Farbe und/oder Hellig
keit und/oder Strichart dargestellt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwellwert für die lokale geometrische Begren
zung des zu betrachtenden Teilnetzes ausgewertet wird, der abhängig von der Dich
te der Verzweigungspunkte und/oder der Fahrgeschwindigkeit gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterscheidung der zwei Grundformen Gerade
und Kreissegment die Richtungen und Beträge mehrerer unmittelbar aufeinanderfol
gender Vektoren ausgewertet werden und bei unter einem Schwellwert liegenden
aufeinanderfolgenden Beträgen der Vektoren und gleichem Richtungssinn Kreis
segmente gewählt werden, während im anderen Fall Geraden gewählt werden.
Priority Applications (2)
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DE2001105900 DE10105900A1 (de) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Verfahren zur Erzeugung von Zielführungshinweisen |
PCT/DE2002/000280 WO2002065060A1 (de) | 2001-02-09 | 2002-01-29 | Verfahren zur erzeugung von zielführungshinweisen |
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8141 | Disposal/no request for examination |