DE10113810A1

DE10113810A1 - Verfahren und Navigationsvorrichtung zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10113810A1
Application number: DE2001113810
Authority: DE
Inventors: Martin Fischer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Navigationsvorrichtung zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Geländewagen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, eine möglichst schnelle oder möglichst kurze Fahrtroute für ein Fahrzeug von seiner aktuellen Position aus an ein vorgegebenes Ziel auf Basis von verfügbaren Kartendaten zu berechnen. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, die Ermittlung der kürzesten oder schnellsten Fahrtroute noch zu optimieren. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die für das Navigationssystem verfügbare Datenbasis durch zusätzlich verfügbare Routendaten erweitert wird. Dabei repräsentieren die Routendaten zuvor von einem Fahrzeug abgefahrene Routen, insbesondere im Off-Road-Bereich, welche nicht durch die verfügbaren Kartendaten repräsentiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Navigationsvorrichtung zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Geländewagen.

Aus der DE 39 23 314 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von wegabhängigen Fahrtrichtungshinweisen bekannt. Demnach wird eine bestimmte Fahrtroute mit Hilfe eines Meßfahrzeuges, welches die Fahrtroute abfährt, ermittelt und aufgezeichnet. Die auf diese Weise aufgezeichnete Fahrtroute wird auf einem Datenträger gespeichert und anderen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt, so daß diese die aufgezeichnete Fahrtroute später nachfahren können. Diesem Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß zur Aufzeichnung der Fahrtroute ein spezielles Meßfahrzeug erforderlich ist.

Dieser Nachteil wird durch einen in der DE 38 28 725 A1 als bekannt vorausgesetzten Stand der Technik überwunden. In dem dort offenbarten Verfahren zum Aufzeichnen von Fahrtroutendaten für ein Kraftfahrzeug erfolgt die Aufzeichnung mit Hilfe einer an Bord des Fahrzeugs befindlichen Navigationseinrichtung. Dies hat den Vorteil, daß, ohne zuvor einen Datentransfer von außerhalb des Fahrzeugs in die Navigationsvorrichtung vornehmen zu müssen, das Fahrzeug dieselbe Fahrtroute von der Navigationsvorrichtung abrufen und nachfahren kann. Die Fahrtroute wird vorzugsweise in Form von Höhen- und Breitendaten oder entsprechenden Daten in einem XY- Koordinatensystem gespeichert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Navigationsvorrichtung zum Ermitteln einer Fahrtroute derart weiterzubilden, daß die Ermittlung einer optimal an ein vorgegebenes Kriterium angepaßten Fahrtroute auch in einem Bereich möglich wird, der vom ursprünglichen Kartenmaterial nicht abgedeckt wird (Navigation in den "weißen Flecken" einer Karte).

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach erfolgt die Ermittlung der optimalen Fahrtroute für das Fahrzeug unter zusätzlicher Berücksichtigung von zumindest Teilen von gespeicherten Routendaten, welche nicht in den Kartendaten enthalten sind. Die Routendaten repräsentieren dabei mindestens eine von zuvor abgefahrenen Routen oder Abschnitte der abgefahrenen Route. Bei den gespeicherten abgefahrenen Routen handelt es sich vorzugsweise um Routen im Off-Road-Bereich, d. h. abseits befestigter bzw. kartographierter Wege oder Straßen.

Als Kriterium zur Routenermittlung kann z. B. die schnellste oder die kürzeste Route vorgegeben werden. Als Besonderheit der vorliegenden Erfindung kann jedoch als Kriterium auch vorgegeben werden, daß eine bestimmte der gespeicherten und zuvor abgefahrenen Routen bei einer aktuellen Fahrt befahren werden soll.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zur Ermittlung einer optimalen Fahrtroute verfügbare Datenbasis erweitert. Demnach stehen zur Ermittlung der optimalen Fahrtroute nicht nur die bekannten Kartendaten, sondern auch die gespeicherten Routendaten über Fahrtrouten in Off-Road-Gebieten, für die Routenermittlung zur Verfügung. Aufgrund dieser erweiterten Datenbasis ist eine optimale Ermittlung der Fahrtroute im Hinblick auf ein vorgegebenes Kriterium möglich.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Ermittlung der abgefahrenen Route durch das Fahrzeug selbst.

Darüber hinaus ist es jedoch auch denkbar, daß einem Fahrzeug Routendaten über Routen zur Verfügung gestellt werden, die von einem anderen Fahrzeug zuvor abgefahren und aufgezeichnet worden sind. Das Fahrzeug ist dann in der Lage, diese von dem anderen Fahrzeug aufgezeichneten Routen ebenfalls bei seiner Routenermittlung mit zu berücksichtigen.

Die Routendaten im Off-Road-Bereich werden vorzugsweise in Form geografischer Daten erfaßt und gespeichert.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Navigationseinrichtung gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Die Vorteile dieser Navigationsvorrichtung entsprechen den oben für das Verfahren zur Ermittlung einer optimalen Fahrtroute genannten Vorteilen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Navigationsvorrichtung eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten der gespeicherten Routendaten auf. Diese Bearbeitungseinrichtung ermöglicht das Zusammenfassen von zumindest Abschnitten einzelner gespeicherter Routen, das zerlegen von Routen in einzelne Abschnitte, das Löschen von Teilabschnitten und das Benennen von Teilabschnitten und Routen.

Vorzugsweise verfügt die Navigationsvorrichtung über eine eigene Aufzeichnungseinrichtung zum Erfassen einer von dem Fahrzeug abgefahrenen Route, welche nicht durch die Kartendaten repräsentiert wird, und zum Übertragen der erfaßten abgefahrenen Route an eine zweite Speichereinrichtung. Mit der Aufzeichnungseinrichtung wird es dem Fahrzeug ermöglicht, bei der Ermittlung der optimalen Fahrtroute nicht nur auf Routendaten zurückzugreifen, welche Routen repräsentieren, die zuvor von anderen Fahrzeugen abgefahren worden sind, sondern auch Routendaten von eigenen zuvor abgefahrenen Routen zu berücksichtigen.

Vorzugsweise wird die Aufzeichnungseinrichtung automatisch oder durch den Fahrer des Fahrzeugs aktiviert.

Es ist vorteilhaft, wenn die Navigationsvorrichtung über eine Kommunikationseinrichtung verfügt, welche das Einlesen in und/oder das Auslesen von Routendaten in die zweite Speichereinrichtung des Navigationssystems ermöglicht.

Schließlich ist es sinnvoll, daß die Navigationsvorrichtung eine Ausgabeeinrichtung aufweist zum optischen oder akustischen Ausgeben von Zielführungsinformationen auf Basis der ermittelten optimalen Fahrtroute an den Fahrer des Fahrzeugs.

Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich durch ein Fahrzeug mit der beschriebenen Navigationsvorrichtung gelöst, wobei die Kommunikationseinrichtung derart an dem Fahrzeug angeordnet ist, daß durch sie ein uni- bzw. bidirektionaler Datenkanal nach außerhalb des Fahrzeugs etablierbar ist.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die der Beschreibung beiliegenden Fig. 1, welche den Aufbau der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung zeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Navigationsvorrichtung 100 dient zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Kraftfahrzeug. Sie verfügt über eine erste Speichereinrichtung 110 zum Speichern von Kartendaten, welche im wesentlichen ein bekanntes Straßennetz repräsentieren. Eine Lokalisierungseinrichtung 120 dient zum Bestimmen der aktuellen Position des Fahrzeugs, z. B. mit Hilfe des Global Positioning Systems GPS. Darüber hinaus verfügt die Navigationsvorrichtung 100 über eine zweite Speichereinrichtung 130 zum Speichern von Routendaten, welche mindestens eine zuvor abgefahrene Route im Off-Road-Bereich, d. h. außerhalb des von den Kartendaten repräsentierten Straßen- und Wegenetzes oder zumindest einen Teilabschnitt einer solchen zuvor abgefahrenen Route, repräsentieren. Erfindungsgemäß ist die Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung 140 der Navigationsvorrichtung 100 nun in der Lage, die optimale Fahrtroute nicht nur unter Berücksichtigung der Kartendaten, sondern auch unter Berücksichtigung von zumindest Teilen der Routendaten zu ermitteln. Aufgrund der zusätzlichen Routendaten steht der Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung 140 eine vergrößerte Datenbasis zur Routenermittlung zur Verfügung und die Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung ist deshalb erfindungsgemäß in die Lage versetzt, eine Fahrtroute optimal im Hinblick auf ein vorgegebenes Kriterium auszuwählen. Bei dem vorgegebenen Kriterium kann es sich beispielsweise um die schnellste oder kürzeste Verbindung zu einem vorgegebenen Ziel handeln.

Der Fahrtroutenermittlungseinrichtung 140 ist eine Ausgabeeinrichtung 150 nachgeschaltet, welche Zielführungsinformationen auf Basis der ermittelten Fahrtroute optisch und/oder akustisch an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt. Auf Wunsch kann die Fahrtroutenermittlungseinrichtung 140 auch dazu veranlaßt werden, den Fahrer auf einem bisher zurückgelegten Weg, dessen Routendaten aufgezeichnet worden sind, wieder zum Ausgangspunkt seiner Fahrt zurückzuführen.

Für die Erzeugung der Routendaten gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
Die erste Möglichkeit sieht vor, daß das Fahrzeug mit der Navigationseinrichtung 100 selber die Routendaten aufzeichnet, d. h. erfaßt, und nachfolgend, vorzugsweise in digitalisierter Form, in der zweiten Speichereinrichtung 130 abspeichert. Zur Aufzeichnung der Daten einer von dem Fahrzeug selber abgefahrenen Route, insbesondere im Off-Road-Bereich, verfügt die Navigationseinrichtung 100 deshalb über eine entsprechende Aufzeichnungseinrichtung 160. Die Aufzeichnungseinrichtung 160 ist vorzugsweise mit der Lokalisierungseinrichtung 120 verbunden, um von dieser geographische Positionsangaben, insbesondere GPS-Angaben, über eine aktuelle von dem Fahrzeug abgefahrene Route zu empfangen. Die Aufzeichnungseinrichtung 160 wertet diese Daten aus, so daß die Art der verbleibenden Routendaten die abgefahrene Route möglichst genau, aber trotzdem mit einem möglichst geringen Datenvolumen, repräsentiert. Die Routendaten bestehen im wesentlichen aus den geographischen Positionsangaben zu einzelnen markanten Punkten der abgefahrenen Route. Eine Datenreduktion kann durch die Aufzeichnungseinrichtung 160 z. B. für geradlinige Routenabschnitte dadurch erzielt werden, daß die Daten auf den Anfangs- und Endpunkt des geradlinigen Routenabschnitts reduziert werden; die Speicherung geografischer Daten zu Zwischenpunkten auf einer geradlinigen Strecke sind in der Regel entbehrlich. Demgegenüber ist jedoch bei kurvenreichem Gelände oder bei Routen, auf denen zahlreiche Abbiegemöglichkeiten bestehen, eine größere Datendichte erforderlich, um die Route genau zu beschreiben und um einem Verfahren des Fahrers vorzubeugen. Nachdem die Aufzeichnungseinrichtung 160 die Daten für die abgefahrene Route auf die beschriebene Weise aufbereitet hat, überträgt sie sie vorzugsweise in digitalisierter Form zur Speicherung an die zweite Speichereinrichtung 130. Bei der zweiten Speichereinrichtung 130 handelt es sich um eine Datenbank, in welcher die Daten von einer Vielzahl von zuvor abgefahrenen Routen, welche zumindest teilweise im Off-Road- Bereich liegen, gespeichert werden. Die Aufzeichnung einer von dem Fahrzeug selber abgefahrenen Route, d. h. die Aktivierung der Aufzeichnungseinrichtung 160, erfolgt entweder automatisch oder manuell. Eine automatische Aufzeichnung könnte z. B. dann ausgelöst werden, wenn die Navigationsvorrichtung 100 selbständig erkennt, daß sich das Fahrzeug nicht auf durch die Kartendaten repräsentierten Straßen oder Wegen befindet. Eine manuelle Aktivierung der Aufzeichnungseinrichtung 160 kann beispielsweise durch den Fahrer des Fahrzeugs erfolgen.

Als zweite Möglichkeit zur Erzeugung der Routendaten besteht die Möglichkeit, daß diese durch ein anderes Fahrzeug, welches eine Route im Off-Road-Bereich abfährt, aufgezeichnet und zu einem späteren Zeitpunkt an das Fahrzeug mit der Navigationsvorrichtung 100 übertragen werden. Die der Navigationsvorrichtung 100 zugeordnete Kommunikationseinrichtung 170 fungiert dann als Empfänger für die von dem anderen Fahrzeug ausgesendeten Routendaten, welche nach ihrem Empfang zur Speicherung an die zweite Speichereinrichtung 130 weitergeleitet werden. Grundsätzlich ist die Kommunikationseinrichtung 170 jedoch nicht nur als Empfänger, sondern auch als Sender ausgebildet, so daß sie zur Etablierung eines uni- oder bidirektionalen Datenkanals nach außerhalb des Fahrzeugs geeignet ist. Zur Übertragung der Daten kommen grundsätzlich alle denkbaren Varianten, insbesondere Funk oder optische Übertragungsmöglichkeiten in Betracht. So kann die Kommunikationseinrichtung 170 z. B. als Infrarotschnittstelle im Kühlergrill des Fahrzeugs angeordnet werden.

Die Kommunikationseinrichtung 170 bietet verschiedene Möglichkeiten des Datenaustausches. Eine erste Möglichkeit besteht, wie bereits oben angedeutet, zum Datenaustausch zwischen Fahrzeugen. Dadurch wird es möglich, daß, wenn sich zwei Fahrzeuge A und B, welche beide über die erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung 100 mit der zugeordneten Kommunikationseinrichtung 170 verfügen, abseits befestigter Straßen treffen, sie ihre jeweils bisher gefahrenen Routen austauschen können. Es ist dann möglich, daß das Fahrzeug A die bisherige Route des Fahrzeugs B zurückfährt und umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationseinrichtung 170 auch als Lese- und/oder Schreibeinrichtung für einen Datenträger ausgebildet sein. Ausgebildet als Leseeinrichtung ermöglicht sie dann das Auslesen von auf dem Datenträger gespeicherten Routendaten und deren Übertragung in die zweite Speichereinrichtung 130. Umgekehrt, ausgebildet als Schreibeinrichtung, ermöglicht die Kommunikationseinrichtung 170 auch das Schreiben von in der zweiten Speichereinrichtung 130 gespeicherten Routendaten auf den Datenträger. In jedem Fall ermöglicht die Kommunikationseinrichtung 170 einen bidirektionalen Datenaustausch von Routendaten zwischen der zweiten Speichereinrichtung 130 und einem anderen, außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Routenspeicher.

Die zusätzliche Verfügbarkeit der Routendaten, sei es, daß sie durch das eigene Fahrzeug oder durch ein anderes Fahrzeug generiert worden sind, ermöglicht eine kurzfristige Aktualisierung des Datenbestandes gegenüber gespeicherten Kartendaten.

Das hat nicht nur für den Off-Road-Bereich Konsequenzen. So ist es beispielsweise möglich, daß Änderungen oder Ergänzungen am Straßennetz, z. B. die Einrichtung einer neuen Autobahnabfahrt, kurzfristig in Form von Routendaten erfaßt werden und der Navigationsvorrichtung 100 als zusätzliche Daten für die Ermittlung von Fahrtrouten zur Verfügung gestellt werden. Die Erzeugung der Routendaten für die geänderte oder ergänzte Straßenführung erfolgt einfach durch Befahren dieser Straßenführung bei aktivierter Aufzeichnungseinrichtung 160.

BEZUGSZEICHENLISTE

100

Navigationsvorrichtung

110

erste Speichereinrichtung

120

Lokalisierungseinrichtung

130

zweite Speichereinrichtung

140

Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung

150

Ausgabeeinrichtung

160

Aufzeichnungseinrichtung

170

Kommunikationseinrichtung

180

Bearbeitungseinrichtung

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Geländewagen, mit folgenden Schritten:
Bestimmen der aktuellen Positionen des Fahrzeugs;
Ermitteln der Fahrtroute, auf welcher das Fahrzeug im Hinblick auf ein vorgegebenes Kriterium möglichst optimal von seiner aktuellen Position aus an ein vorgegebenes Ziel gelangt mit Hilfe von verfügbaren Kartendaten; und
Speichern von Routendaten, welche mindestens eine zuvor abgefahrene Route oder Abschnitte der abgefahrenen Route repräsentieren;
dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtroutenermittlung unter zusätzlicher Berücksichtigung von zumindest Teilen der gespeicherten, nicht in den verfügbaren Kartendaten enthaltenen Routendaten erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Route von dem Fahrzeug selber abgefahren worden ist und daß die Daten der abgefahrenen Route während der Fahrt in dem Fahrzeug erfaßt worden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Route von einem anderen Fahrzeug abgefahren und erfaßt worden ist und daß diese Route, insbesondere zu einem späteren Zeitpunkt, an das Fahrzeug übertragen worden ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Routendaten in Form von geografischen Daten erfaßt und gespeichert werden.

5. Navigationsvorrichtung (100) zum Ermitteln einer optimalen Fahrtroute für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Geländewagen, mit:
einer ersten Speichereinrichtung (110) zum Speichern von Kartendaten;
einer Lokalisierungseinrichtung (120) zum Bestimmen der aktuellen Position des Fahrzeugs;
einer Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung (140) zum Berechnen der Fahrtroute, auf welcher das Fahrzeug im Hinblick auf ein vorgegebenes Kriterium möglichst optimal von seiner aktuellen, durch die Lokalisierungseinrichtung (120) bestimmten Position aus an ein vorgegebenes Ziel gelangt mit Hilfe der Kartendaten; und
einer zweiten Speichereinrichtung (130) zum Speichern von Routendaten, welche mindestens eine zuvor abgefahrene Route oder Abschnitte der abgefahrenen Route repräsentieren;
dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung (140) ausgebildet ist, neben den Kartendaten auch zumindest Teile der nicht in den gespeicherten Kartendaten enthaltenen Routendaten bei der Ermittlung der optimalen Fahrtroute für das Fahrzeug zu berücksichtigen.

6. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Bearbeitungseinrichtung (180) zum Bearbeiten der in der zweiten Speichereinrichtung (130) gespeicherten Routendaten.

7. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Aufzeichnungseinrichtung (160) zum Erfassen einer von dem Fahrzeug abgefahrenen Route, deren Daten nicht durch die Kartendaten repräsentiert werden, und zum Übertragen der erfaßten Routendaten an die zweite Speichereinrichtung (130).

8. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung (160) automatisch oder manuell aktivierbar ist.

9. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinrichtung (170) zum Einlesen und/oder Ausgeben von Routendaten in die oder aus der zweiten Speichereinrichtung (130).

10. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Routendaten als geografische Daten durch die Aufzeichnungseinrichtung (160) erfaßbar und in der zweiten Speichereinrichtung (130) speicherbar sind.

11. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch eine Ausgabeeinrichtung (150) zum optischen und/oder akustischen Ausgeben von Zielführungsinformationen auf Basis der von der Fahrtrouten-Ermittlungseinrichtung (140) ermittelten optimalen Fahrtroute.

12. Fahrzeug, insbesondere Geländewagen, gekennzeichnet durch die Navigationsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11.