DE10120997A1

DE10120997A1 - Navigationsverfahren und Navigationseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10120997A1
Application number: DE10120997A
Authority: DE
Inventors: Jens Weber; Stefan Voget
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-04-28
Filing date: 2001-04-28
Publication date: 2002-10-31

Abstract

Es werden ein Navigationsverfahren für ein Kraftfahrzeug und eine Navigationseinrichtung zur Durchführung eines solchen Navigationsverfahrens vorgeschlagen, bei dem die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, bei dem eine Fahrtroute zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort bestimmt wird und bei dem Fahrhinweise zum Erreichen des Zielorts ausgegeben werden, wobei eine Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs als bekannt definiert wird, wenn Umgebungsdaten zur Verfügung stehen, durch die sich diese Umgebung beschreiben lässt, und die Menge derjenigen Punkte, die auf der Grenze der bekannten Umgebung liegen und an denen weitere Straßen in Richtung des noch nicht bekannten Gebiets angrenzen, als Bekanntheitsgrenze definiert wird. DOLLAR A Um möglichst schnell nach Eingabe des Zielorts brauchbare Fahrhinweise liefern zu können, wird die Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs in der Phase 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens so lange kennen gelernt, d. h. die bekannte Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs wird so lange erweitert, bis anhand der Umgebungsdaten sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können. In Phase 2 wird ein Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausgewählt. Anschließend werden als vorläufige Fahrhinweise Fahrhinweise zum Erreichen des Anfahrtsorts ausgegeben. Parallel zum Abarbeiten der vorläufigen Fahrhinweise wird in Phase 3 die Fahrtroute zum Zielort bestimmt, wobei der Anfahrtort den ...

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren für ein Kraftfahrzeug, bei dem die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, bei dem eine Fahrtroute zwi schen einem Ausgangsort und einem Zielort bestimmt wird und bei dem Fahrhin weise zum Erreichen des Zielorts ausgegeben werden, wobei eine Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs als bekannt definiert wird, wenn Umge bungsdaten zur Verfügung stehen, durch die sich diese Umgebung beschreiben lässt, und die Menge derjenigen Punkte, die auf der Grenze der bekannten Umge bung liegen und an denen weitere Straßen in Richtung des noch nicht bekannten Gebiets angrenzen, als Bekanntheitsgrenze definiert wird.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Navigationseinrichtung für ein Kraftfahr zeug. Die Navigationseinrichtung umfasst eine Rechnereinheit mit einer Ein- /Ausgabeeinheit zur Eingabe eines Zielorts und zur Ausgabe von Fahrhinweisen zum Erreichen des Zielorts auf einer Fahrtroute, die in einem Optimierungsverfah ren durch die Rechnereinheit bestimmt worden ist. Zur Bestimmung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs ist die Rechnereinheit mit einem GPS-Empfänger und einem Bewegungssensormodul verbunden und hat Zugriff auf eine digitale Kar tenbasis.

Aus der Praxis sind Navigationsgeräte bekannt, die eine "optimale" Fahrtroute zwischen dem aktuellen Standort und einem gewünschten Ziel auf der Grundlage von digitalen Straßenkarten berechnen. Ein "optimaler" Weg kann dabei eine kür zeste Fahrtroute, eine schnellste Fahrtroute oder auch eine Fahrtroute sein, die bestimmte andere Bedingungen erfüllt. Nach Beendigung der Berechnung einer optimalen Fahrtroute wird der Fahrer mit Hilfe von Fahrhinweisen zum Ziel geführt.

Die bekannten Navigationsgeräte liefern erst ab dem Zeitpunkt Fahrhinweise, an dem die Berechnung der optimalen Fahrtroute abgeschlossen ist. In der Zeit nach Eingabe der Zielkoordinaten durch den Fahrer bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Gerät die optimale Route berechnet hat, werden dem Benutzer entweder keine Fahrhinweise oder lediglich die Richtung zum Fahrtziel in Form eines einfachen Pfeils angezeigt. Eine etwaig vorhandene Sprachausgabe liefert während der Be rechnung lediglich den Hinweis "Die Route wird berechnet".

Die Berechnung der optimalen Fahrtroute kann mit den heute zur Verfügung ste henden Navigationsgeräten je nach Strecke und Startort der Navigation deutlich länger als eine Minute dauern. In der Zwischenzeit wird dem Fahrer keine Hilfe geboten. Steht dann irgendwann der erste Fahrhinweis zur Verfügung, kann der Fahrer bereits eine wichtige Kreuzung in die falsche Richtung überfahren haben, so dass er umkehren muss. Besonders lästig ist dies für Fahrer, die die Daten während der Fahrt eingeben, obwohl das aus Sicherheitsgründen nicht zu emp fehlen ist. Diese Fahrer können nämlich in der Zeit, in der die Berechnung läuft, einen relativ großen Weg zurücklegen. Hinzu kommt, dass bei den bekannten Na vigationsgeräten nach jedem Anhalten auf der bereits berechneten Strecke und nach Neustart des Motors eine an sich bekannte Strecke neu berechnet wird.

Steigerungen der Rechnergeschwindigkeit, wie sie für die Zukunft erwartet wer den, lösen das Problem der anfänglichen Orientierungslosigkeit des Fahrers nicht. Neue Anforderungen, wie die Berücksichtigung von Baustellen, Staumeldungen oder auch die Berücksichtigung des sich im Verlauf eines Tages verändernden Verkehrsflusses, erhöhen auf der anderen Seite drastisch die Problemdimension, so dass mit einer Reduzierung der benötigten Rechenzeit in Zukunft nicht zu rechnen ist.

Gerade in den Fällen, in denen die Benutzung eines Navigationsgerätes den größten Vorteil bietet, nämlich in für den Fahrer unbekannten Ortschaften, an Autobahnkreuzungen, Autobahnauffahrten und Autobahnabfahrten, liefern die bekannten Navigationsgeräte dem Fahrer für eine unzumutbar lange Zeit keine brauchbaren Fahrhinweise.

Vorteile der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung werden ein Navigationsverfahren und eine Naviga tionseinrichtung zur Durchführung eines solchen Navigationsverfahrens vorge schlagen, das nach Eingabe des Zielorts bzw. der Zielkoordinaten sehr schnell brauchbare Fahrhinweise liefert.

Dies wird dadurch erreicht, dass in Phase 1 des erfindungsgemäßen Navigations verfahrens die Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs so lange ken nen gelernt wird, d. h. die bekannte Umgebung der aktuellen Position des Kraft fahrzeugs so lange erweitert wird, bis anhand der Umgebungsdaten sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können. In Phase 2 des erfindungs gemäßen Navigationsverfahrens wird ein Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausgewählt. Dann werden als vorläufige Fahrhinweise Fahrhinweise zum Erreichen des Anfahrtsorts ausgegeben. Parallel zum Abarbeiten der vorläu figen Fahrhinweise wird in Phase 3 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Fahrt route zum Zielort bestimmt, wobei der Anfahrtsort den Ausgangsort der Fahrtroute bildet. Die Phasen 1 bis 3 werden so lange wiederholt, bis der Zielort erreicht ist.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass oftmals schon sinnvolle Fahrhinweise ausgegeben werden können, obwohl die Ermittlung der optimalen Fahrtroute vom Ausgangsort zum Zielort noch nicht abgeschlossen ist. Beispielsweise kann der Fahrer schon bei Fahrtantritt zu einer Autobahn in die richtige Richtung geleitet werden, wenn er ein Fernziel ansteuert. Für derartige Fahrhinweise muss nicht die gesamte Wegstrecke bis zum Zielort bekannt sein. In der Regel reichen hierfür schon Umgebungsdaten aus, die eine wesentlich kleinere Umgebung des Aus gangsorts beschreiben. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Naviga tion mehrstufig zu gestalten. Der Fahrer wird dabei zunächst mit vorläufigen Fahr hinweisen versorgt, die aufgrund einer bekannten Umgebung der aktuellen Posi tion des Fahrzeugs generiert werden und den Fahrer zu einem Anfahrtsort auf der Bekanntheitsgrenze der bekannten Umgebung in Richtung des Zielorts leiten. Pa rallel dazu wird eine optimierte Fahrtroute von diesem Anfahrtsort zum Zielort der Navigation berechnet, so dass dem Fahrer nach Abarbeitung der vorläufigen Fahrhinweise konkrete Fahrhinweise zum Erreichen des Zielorts zur Verfügung stehen. Auf diese Weise kann der Fahrer kontinuierlich mit sinnvollen Fahrhinwei sen versorgt werden.

Die Benutzerfreundlichkeit des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens ist deutlich besser als die der aus der Praxis bekannten Navigationsgeräte. Da der Fahrer erfindungsgemäß nach Eingabe des Zielorts sehr schnell mit sinnvollen Fahrhinweisen versorgt wird, ist eine zunehmende Akzeptanz für das Navigations verfahren zu erwarten.

In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei jeder Fahrt aktuelle Umgebungsdaten ermittelt und in einem perma nenten Speicher, dem sogenannten Umgebungskartenspeicher, abgespeichert. Bei Fahrtantritt wird jeweils geprüft, ob die abgespeicherten Umgebungsdaten der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden können und zu Naviga tionszwecken verwendet werden können. Wenn keine ausreichende Menge von verwendbaren Umgebungsdaten abgespeichert ist, werden in Phase 1 mindestens so lange Umgebungsdaten ermittelt und abgespeichert, bis sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können.

Dazu umfasst die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung einen beschreibba ren permanenten Speicher als Umgebungskartenspeicher, in dem bei jeder Fahrt aktuelle Umgebungsdaten abgespeichert werden. Der Umgebungskartenspeicher ist über die Rechnereinheit mit dem GPS-Empfänger und dem Bewegungssen sormodul verbunden, so dass die Rechnereinheit im Rahmen der Positionsbe stimmung bei Fahrtantritt prüfen kann, ob die abgespeicherten Umgebungsdaten der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden können und zu Na vigationszwecken verwendet werden können. Außerdem kann das Optimierungs verfahren auf den Umgebungskartenspeicher zugreifen.

Wenn das Kraftfahrzeug im abgestellten Zustand nicht bewegt worden ist, was beispielsweise durch Abschleppen oder Verschiffen erfolgt sein kann, "kennt" die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung die aktuelle Umgebung aufgrund der letzten Fahrt des Kraftfahrzeugs, bei der die entsprechenden Umgebungsdaten im Umgebungskartenspeicher abgespeichert worden sind. Mit Hilfe des Umgebungs kartenspeichers kann dann sofort eine Umgebungskarte mit den Straßenprioritä ten dargestellt werden und dem erfindungsgemäßen Navigationsverfahren zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann unmittelbar nach Eingabe des Zielorts eine Navigation innerhalb der bekannten Umgebung in Richtung des Zielorts durchgeführt werden, so dass sofort sinnvolle Fahrhinweise gegeben werden kön nen. Parallel dazu kann im Hintergrund die optimale Fahrtroute von der Anschluß stelle der bekannten Umgebung zum Zielort berechnet werden.

Wenn das Kraftfahrzeug im abgestellten Zustand bewegt worden ist, muss diese Tatsache mit Hilfe einer geeigneten Sensorik erkannt werden. Dazu ist die Rech nereinheit der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung mit einem Bewegungs sensormodul verbunden. Da in diesem Fall zunächst keine der Position des Kraftfahrzeugs zuordenbaren Umgebungsdaten und damit auch keine spontan verwertbaren Fahrhinweise zur Verfügung stehen, wird erfindungsgemäß zu nächst die Umgebung des Ausgangsorts kennengelernt, bis sinnvolle Fahrhin weise möglich sind.

In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens ent scheidet ein erster Fuzzy-Regler, ob eine ausreichende Menge von verwendbaren Umgebungsdaten zur Verfügung steht bzw. im Umgebungskartenspeicher abge speichert ist, so dass sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden kön nen.

Desweiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Entscheidung, welcher Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort gewählt wird, von dem ausgehend dann eine optimale Fahrtroute zum Zielort bestimmt wird, mit Hilfe eines zweiten Fuzzy-Reglers getroffen wird.

Zeichnungen

Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Er findung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einer seits auf die den Patentansprüchen 1 und 15 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen verwiesen.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung,

Fig. 2 zeigt eine zusammenfassende Übersicht einer besonders vorteilhaften Vari ante des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens in Form eines Fluss diagramms und

Fig. 3 zeigt eine Darstellung einer bekannten Umgebung des Ausgangsorts in Form von Kanten und Knoten.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst eine Rechnereinheit 11 mit einer Ein-/Ausgabeeinheit 12 zur Eingabe eines Zielorts und zur Ausgabe von Fahrhinweisen. Die Fahrtroute zum Zielort wird mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens 13 durch die Rechnerein heit 11 bestimmt. Zur Ermittlung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs, der Positionsermittlung 14, ist die Rechnereinheit 11 mit einem GPS-Empfänger 15 und einem Bewegungssensormodul 16 verbunden. Außerdem hat die Rechner einheit 11 zur Positionsermittlung 14 Zugriff auf eine digitale Kartenbasis 17.

Die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung umfasst desweiteren einen be schreibbaren permanenten Speicher, der als Umgebungskartenspeicher 18 dient und in dem bei jeder Fahrt aktuelle Umgebungsdaten abgespeichert werden. Der Umgebungskartenspeicher ist über die Rechnereinheit 11 mit dem GPS-Empfän ger 15 und dem Bewegungssensormodul 16 verbunden, so dass die Rechnereinheit 11 im Rahmen der Positionsermittlung 14 bei Fahrtantritt prüfen kann, ob die abgespeicherten Umgebungsdaten der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zu geordnet werden können und zu Navigationszwecken verwendet werden können, und so dass das Optimierungsverfahren 13 auf den Umgebungskartenspeicher 18 zugreifen kann.

Als wesentliche Unterschiede zwischen einem klassischen Navigationsgerät und der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung seien an die ser Stelle genannt:

1. Ein permanenter Speicher, der Umgebungskartenspeicher 18, speichert und aktualisiert die Straßenlage der Umgebung für spontane Fahrhinweise.
2. Aufgrund der über die Rechnereinheit 11 hergestellten Verbindung des Umge bungskartenspeichers 18 mit einem GPS-Empfänger 15 und einem Bewe gungssensormodul 16 können auch Positionsveränderungen des abgestellten Fahrzeugs festgestellt werden, was erforderlich ist, da in diesem Fall die im Umgebungskartenspeicher 18 abgespeicherten Daten nicht mehr für einen Na vigationsdurchgang verwendet werden können.
3. Um derartige Positionsveränderungen des abgestellten Fahrzeugs, beispiels weise durch Verladen, zu registrieren, sollten im Rahmen des Bewegungssen sormoduls 16 alternativ oder ergänzend zu den sonst üblichen Radsensoren Bewegungssensoren eingesetzt werden, die Bewegungsrichtung und Ge schwindigkeit erfassen können.
4. Das interne Optimierungsverfahren 13 wird durch ein Fuzzy-Entscheidungs system ergänzt. Das Fuzzy-Entscheidungssystem hat die Aufgabe, bei nicht verwertbaren Umgebungsinformationen, eine lokale Umgebungskarte aufzu bauen, damit bereits vor Beendigung des zeitkritischen Optimierungsverfah rens 13 Fahrhinweise gegeben werden können.

Ein Optimierungsalgorithmus für die Berechnung von kürzesten Wegen geht in der Regel von einer leeren Menge von "bekannten" Straßen aus. Von einem Start punkt ausgehend werden dann aus einer digitalen Straßenkarte, die meist auf CD- ROM abgespeichert vorliegt, zu dieser zunächst leeren Menge sukzessive Stra ßen hinzugefügt, die an Straßen aus der Menge von "bekannten" Straßen angrenzen. Für jede neu aufgenommene Straße wird die Entfernung zum Startpunkt be rechnet. Auf diese Art lernt das Verfahren mit der Zeit die Umgebung und schließ lich die gesamte Route bis zum Ziel kennen. Sobald das Ziel selber in die Menge von "bekannten" Straßen aufgenommen wird, ist das Verfahren abgeschlossen, und die optimale Fahrtroute ist berechnet. Der größte Unterschied zwischen den einzelnen Optimierungsalgorithmen liegt in der Reihenfolge, in der neue Straßen zu der Menge von "bekannten" Straßen hinzugefügt werden. Der meist verbreitete Optimierungsalgorithmus ist der Algorithmus von Dijkstra. Hier wird diejenige Straße hinzugefügt, die die zurückgelegte Distanz vom Startpunkt aus minimiert.

Die Menge von "bekannten" Straßen wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens außerdem für zwei weitere Aspekte verwendet. Zum einen wird sie dazu genutzt, bereits vor Kenntnis der optimalen Fahrtroute sinnvolle Fahrhinweise zu geben. Zum anderen kann die Menge von "bekannten" Straßen nach Abschluß der Fahrt als Basis für eine erneute Fahrtroutensuche verwendet werden. Voraussetzung dazu ist der Einbau eines beschreibbaren permanenten Umgebungskartenspeichers.

Zur sinnvollen Auswertung des Umgebungskartenspeichers müssen zunächst die genaue Position des Fahrzeugs und etwaige Positionsveränderungen seit der letzten Berechnung erfasst werden. Sind die im Umgebungskartenspeicher abge speicherten Umgebungsdaten nicht ausreichend, so wird das Optimierungsverfah ren mit einem Fuzzy-Entscheidungssystem gekoppelt, das die Menge der "be kannten" Straßen analysiert und entscheidet, ob bzw. ab wann ein sinnvoller Fahrhinweis gegeben werden kann. Fällt die Entscheidung positiv aus, so wird in einem weiteren Schritt entschieden, welcher Fahrhinweis gegeben wird, d. h. wel cher Ort der bekannten Umgebung zunächst angefahren werden soll und den Ausgangsort für die Bestimmung einer optimalen Fahrtroute zum Zielort bilden soll. Im allgemeinen gibt es hierfür mehrere Möglichkeiten, solange die optimale Fahrtroute noch nicht bekannt ist. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise kann in seltenen Einzelfällen dazu führen, dass dem Fahrer für seine Gesamtreise eine gegenüber der optimalen Route geringfügig verlängerte Fahrtroute präsentiert wird. Der erste Entscheidungsschritt dient aber dazu, die Abweichungen gering zu halten. Da in heutigen Navigationsgeräten aufgrund von Beschränkungen in den Rechnerkapazitäten durch vereinfachende Annahmen sowieso lediglich subopti male Fahrtrouten berechnet werden, stellt die Verwendung des hier vorgeschla genen erfindungsgemäßen Verfahrens praktisch keine Verschlechterung der Lö sungsqualität dar.

Das erfindungsgemäße Navigationsverfahren umfasst drei Phasen. In der ersten Phase wird bei der hier beschriebenen Variante der Umgebungskartenspeicher ausgewertet. Falls keine hinreichende Menge von Umgebungsdaten oder keine geeigneten Umgebungsdaten abgespeichert sind, wird die Umgebung solange kennengelernt, bis der erste sinnvolle Fahrhinweis gegeben werden kann. In der zweiten Phase bewertet ein Fuzzy-Entscheidungssystem die Menge der "be kannten" Straßen und entscheidet, welcher Ort der bekannten Umgebung zu nächst angefahren werden soll und welche Fahrhinweise gegeben werden. In der dritten Phase werden die Fahrhinweise abgearbeitet, während parallel dazu das Optimierungsverfahren die optimale Fahrtroute für den verbleibenden Weg zum Zielort berechnet.

Um eine für sinnvolle Fahrhinweise ausreichende Umgebung aufzubauen, sind vor Beginn der Optimierung mehrere Fälle zu unterscheiden:

1. Neuer Startpunkt ungleich altem Zielpunkt:
Das Fahrzeug wurde im abgeschalteten Zustand bewegt. Die Bewegung wurde von den Bewegungssensoren des Bewegungssensormoduls festge stellt. In diesem Fall werden eventuell vorliegende Daten aus dem Umge bungskartenspeicher gelöscht. Die neue, unbekannte Umgebung wird in Phase 1 kennengelernt.
2. neuer Startpunkt gleich altem Zielpunkt, aber Umgebungskartenspeicher ist leer:
Dieser Fall kann nicht auftreten.
3. neuer Startpunkt gleich altem Zielpunkt und der Umgebungskartenspeicher ist gefüllt:
In diesem idealen Fall, der in mindestens 90% der Berechnungen vorliegen sollte, kann direkt zu Phase 2 übergegangen werden.

Die erste Phase 21 des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in Fig. 2 dargestellt ist, lässt sich also wie folgt beschreiben.

Nach dem Starten der Optimierung bei 210 wird zunächst bei 211 der Umge bungskartenspeicher geladen und bei 212 ausgewertet. Bei 213 wird entschieden, ob ein Optimum gefunden worden ist, d. h. ob der eingegebene Zielort im Bereich der bekannten Umgebung liegt. Bejahenden Falls werden bei 214 entsprechende Fahrhinweise gegeben, bis der Zielort bei 215 erreicht ist. Falls der Zielort nicht im Bereich der bekannten Umgebung liegt, wird bei 216 geprüft, ob sinnvolle Fahr hinweise gegeben werden können. Bejahenden Falls geht das erfindungsgemäße Navigationsverfahren in die zweite Phase 22 über. Falls noch keine sinnvollen Fahrhinweise gegeben werden können, wird der Umgebungskartenspeicher durch Hinzufügen weiterer Straßen bei 217 solange erweitert, bis entweder der Zielort im Bereich der bekannten Umgebung liegt oder die Prüfung bei 216 ergeben hat, dass mindestens ein sinnvoller Fahrhinweis gegeben werden kann.

Das Erweitern des Umgebungskartenspeicher wird auch als Kennenlernen der Umgebung bezeichnet. Dazu werden ausgehend von einer leeren Menge schritt weise neue Straßen in eine Menge von "bekannten" Straßen aufgenommen. Das Optimierungsverfahren lernt die relevante Umgebung des Startpunktes in der Re gel sehr schnell kennen, da es sich aufgrund der Anfangsgeschwindigkeit des Fahrzeugs meist um ein relativ kleines Gebiet handelt.

Anhand von Fig. 3 wird nachfolgend der Begriff "Bekanntheitsgrenze" erläutert. Die durchgezogenen Linien bilden die Menge der "bekannten" Straßen um den Startpunkt 31. Der Zielpunkt ist hier mit 32 bezeichnet und liegt außerhalb der bekannten Umgebung des Startpunkts 31. Die Durchfahrtrichtung jeder der be kannten Straßen ist durch einen entsprechenden Pfeil gekennzeichnet. Die dicken Punkte bilden die Bekanntheitsgrenze. An ihnen grenzen weitere Straßen in Richtung des noch nicht bekannten Gebiets an.

Wie bereits erwähnt, wird mit jeder neu aufgenommenen Straße geprüft, ob die neue bekannte Umgebung zu sinnvollen Fahrhinweisen führen kann. Für diese Überprüfung wird ein Fuzzy-Entscheidungssystem eingesetzt, welches weiter un ten im Detail beschrieben wird.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass in der ersten Phase 21 des erfindungsgemä ßen Navigationsverfahrens ein leicht erhöhter Aufwand gegenüber den klassi schen Optimierungsverfahren besteht. Da das hier eingesetzte Fuzzy-Entschei dungssystem für seine Entscheidung allerdings lediglich die Datenbasis verwen det, die bei den klassischen Optimierungsverfahren ebenfalls aufgebaut werden muß, wird keine zusätzliche Datenhaltung betrieben. Außerdem ist die erste Phase 21 innerhalb weniger Sekunden beendet.

Mit Ende der ersten Phase 21 liegt also in jedem Fall die Entscheidung vor, dass Fahrhinweise gegeben werden können. Für konkrete Fahrhinweise fehlt jedoch noch eine weitere Entscheidung, nämlich welcher der möglichen Orte auf der Be kanntheitsgrenze angefahren werden soll. In der zweiter Phase 22 werden alle in Frage kommenden Orte auf der Bekanntheitsgrenze bewertet. Auf Basis dieser Bewertung wird dann mit Hilfe eines weiteren Fuzzy-Entscheidungssystems ein Ort auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausgewählt. Das entsprechende Fuzzy-Entscheidungssystem wird ebenfalls weiter unten im Detail beschrieben. Sobald ein Ort auf der Bekanntheitsgrenze ausgewählt worden ist, kann in die dritte Phase 23 übergegangen werden.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Optimierungsverfahren in der zweiten Phase 22 unterbrochen wird und der gesamte Rechenaufwand in das Fuzzy-Ent scheidungssystem gesteckt wird. Die Dauer der zweiten Phase 22 von einem Bruchteil einer Sekunde ist jedoch im Vergleich zum Gesamtrechenaufwand ver nachlässigbar.

In der dritten Phase 23 werden dem Fahrer bei 232 die sogenannten vorläufigen Fahrhinweise, die zu dem in der zweiten Phase 22 ausgewählten Ort auf der Be kanntheitsgrenze führen und für die bei 231 ein Fahrhinweispool angelegt worden ist, der Reihe nach präsentiert. Parallel dazu läuft das Optimierungsverfahren intern weiter und berechnet die optimale Fahrtroute sowie Alternativen bis zum Ziel ort. Dazu wird bei 235 der Ort, der aufgrund des Ergebnisses der zweiten Phase 22 angefahren wird, als neuer Startpunkt für die Optimierung angenommen.

Nach jedem vorläufigen Fahrhinweis wird bei 233 abgefragt, ob das Optimum ge funden worden ist, d. h. ob die optimale Fahrtroute zusammen mit den entspre chenden Fahrhinweisen bereits bestimmt worden ist. Bejahenden Falls werden dann bei 239 diese Fahrhinweise ausgegeben, bis der Zielort bei 240 erreicht ist. Wenn die optimale Fahrtroute noch nicht gefunden worden ist, wird bei 234 abge fragt, ob die vorläufigen Fahrhinweise erschöpft sind. Bejahenden Falls springt das Verfahren zurück in die erste Phase 21 zu Schritt 217, in dem die bekannte Umgebung erweitert wird, und wird dort wie voranstehend beschrieben fortgesetzt. Solange die vorläufigen Fahrhinweise noch nicht erschöpft sind, werden bei 232 weiter vorläufige Fahrhinweise ausgegeben, bis das Optimum gefunden worden ist und die entsprechenden Fahrhinweise bei 239 ausgegeben werden können.

Nachdem bei 235 der Startpunkt für die Bestimmung der optimalen Fahrtroute festgelegt worden ist, wird bei 236 die Umgebung des Startpunkts sukzessive kennengelernt und erweitert, bis das Fahrtziel in der darin bekannten Umgebung liegt und damit die optimale Fahrtroute bestimmt ist. Dazu wird nach jeder Erweite rung der bekannten Umgebung bei 237 abgefragt, ob das Optimum bereits gefun den worden ist. Bejahenden Falls werden die entsprechenden Fahrhinweise bei 239 ausgegeben, bis der Zielort bei 240 erreicht worden ist. Wenn das Optimum noch nicht gefunden worden ist, wird bei 238 abgefragt, ob die vorläufigen Fahr hinweise bereits erschöpft sind. Solange die vorläufigen Fahrhinweise noch nicht erschöpft sind, kann das Optimierungsverfahren bei 236 fortgesetzt werden. Geht die Menge der vorläufigen Fahrhinweise seinem Ende entgegen, bevor die Be rechnung der optimalen Fahrtroute abgeschlossen ist, so muss bei 217 erneut in die erste Phase 21 eingetreten werden. Dieser Fall tritt aber aufgrund der ge schwindigkeitsabhängigen Größe des in der ersten Phase 21 kennengelernten Gebiets äußerst selten ein.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Optimierung in der dritten Phase 23 un gestört im Hintergrund abläuft, während der Fahrer parallel dazu durch vorläufige Fahrhinweise in Richtung auf den Zielort geleitet wird. Die dritte Phase 23 ent spricht also der klassischen Optimierung. Diese Phase 23 erfordert den Hauptteil der insgesamt benötigten Rechenzeit. Der zusätzliche durch die erste und zweite Phase 21, 22 bedingte Aufwand ist als gering anzusehen.

Entscheidend für das voranstehend beschriebene Verfahren ist die Qualität der Informationen aus dem Umgebungskartenspeicher. Während die Optimierung des aktuellen Weges bis zum Zielort erfolgt, muss der Umgebungskartenspeicher mit auswertbaren Informationen gefüllt werden. Details der dafür notwendigen Anpas sungen im Optimierungsalgorithmus werden weiter unten beschrieben. Zusätzlich zu den Umgebungsdaten wird auch der aktuelle Zielart gespeichert. Bei einer neuen Routensuche kann dann geprüft werden, ob der vorherige Zielort mit dem neuen Ausgangsort übereinstimmt. Für diesen Vergleich müssen präzise Posi tionsangaben vorliegen. Die heute übliche Kombination von GPS-Empfänger mit einfachen Radsensoren reicht dafür in der Regel nicht aus. Da außerdem in eini gen Fällen nicht genügend Satellitensignale für die Positionsbestimmung durch GPS zur Verfügung stehen, ist es vorteilhaft, eine Veränderung der Position durch eingebaute Bewegungssensoren und/oder einen Gyrosensor festzustellen.

Nachfolgend wird die Organisation des Umgebungskartenspeichers näher erläu tert.

Bei den heute üblichen Navigationsgeräten wird der Optimierungsalgorithmus zur Berechnung einer optimalen Fahrtroute mit jeder Zieleingabe neu gestartet. Da sich die Straßenverhältnisse ständig ändern, ist diese Vorgehensweise sinnvoll, wenn die optimale Route gefunden werden soll. Neue Straßen kommen hinzu, Straßen werden aus- bzw. rückgebaut, wodurch sich die Straßenklasse ändern kann, und Kreuzungen werden umgestaltet. Insbesondere wenn sich dynamisch verändernde Einflüsse, wie Baustellen und Staus, bei der Optimierung berück sichtigt werden sollen, ist eine Neuberechnung der optimalen Route sinnvoll. Den noch können in der Regel vorhergehende Berechnungsergebnisse für die An fangsphase, in der Fahrhinweise für ein erstes Teilstück benötigt werden, verwen det werden. Wenn der Startpunkt einer neuen Routenberechnung mit dem Ziel punkt der vorherigen Routenberechnung übereinstimmt, liegen von der Umgebung des aktuellen Startpunktes bereits Berechnungsergebnisse vor. Wurde das Fahr zeug zwischen den beiden Berechnungen bei abgestelltem Fahrzeug bewegt, so liegen keine verwendbaren Ergebnisse vor. Daher ist eine Verbindung zu einem GPS-Empflänger und zu Bewegungssensoren notwendig. Der GPS-Empfänger ermittelt in regelmäßigen Abständen die aktuelle Position. Stimmt die ermittelte Position nicht mit der zuvor gemessenen Position überein, so wurde das Fahrzeug bewegt. Erhält der GPS-Empfänger allerdings kein Signal, so kann eine Bewe gung ausschließlich durch die Bewegungssensoren registriert werden. Wie bereits erwähnt, umfasst die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung zur Speicherung der alten Zieldaten und der alten Umgebungsinformationen einen permanenten Speicher, den sogenannten Umgebungskartenspeicher.

Die Informationen einer digitalen Straßenkarte werden von den üblichen Optimie rungsalgorithmen in Knoten und Kanten aufgeteilt. Die Kanten sind Straßenzüge und die Knoten sind die Endstücke von Straßenzügen, wie z. B. Kreuzungen oder Straßeneinmündungen. Optimierungsalgorithmen zur Suche von kürzesten We gen können knoten- oder kantenorientiert arbeiten. Knotenorientiertheit bedeutet: Start und Ziel der Wegesuche ist jeweils ein Knoten. Eine für den praktischen Ein satz wichtige Information, die Abbiegeverbote, sind in digitalen Straßenkarten je doch kantenorientiert abgelegt. Um sie zu nutzen, müssen die Optimierungsalgo rithmen auf eine kantenorientierte Sicht umschalten. Ebenso ist die Durchfahrts richtung zu berücksichtigen. Aus der Zulässigkeit einer Straßenfolge A-B kann nicht die Zulässigkeit einer Straßenfolge B-A gefolgert werden. Der Grund dafür können z. B. Einbahnstraßen oder richtungsabhängige Abbiegeverbote sein. Die beiden Eigenschaften "Abbiegeverbote" und "Durchfahrtsrichtung" verhindern eine direkte uneingeschränkte Verwendung alter Berechnungsergebnisse. In einer frü heren Berechnung wurde der aktuelle Standort als Zielart verwendet. Die Durch fahrtsrichtung wies also zu diesem Ort hin. In der neuen Berechnung wird der ak tuelle Standort allerdings als Start verwendet. Die Durchfahrtsrichtung weist jetzt von diesem Ort weg. Da insbesondere in Großstädten die umgekehrte Fahrtrich tung in ca. 50% der Fälle nicht benutzbar ist bzw. nicht zu einer ebenfalls optima len Route führt, ist es nicht sinnvoll, die Informationen der vorherigen Berechnung ohne Modifikationen am Algorithmus direkt auszuwerten.

Die folgende Modifikation liefert Daten, die im Umgebundskartenspeicher abgelegt und bei einer neuen Routenberechnung verwendet werden können. Vorausset zung dafür ist die Verwendung einer Kombination eines vorwärtsorientierten und eines inversen Algorithmus. Vorwärtsorientierte Algorithmen berechnen die Route vom Start ausgehend in Richtung Ziel. Inverse Algorithmen berechnen die Route vom Ziel ausgehend rückwärts bis zum Start. Der vorwärts orientierte Teil wird für die Fahrhinweise der aktuellen Routenberechnung benötigt. Startet man aber gleichzeitig mit einem inversen Teil, so können sich beide Teile in der Mitte der Route treffen. Das entspricht noch dem üblichen Vorgehen, da dadurch Rechen zeit eingespart werden kann. Der inverse Anteil am Berechnungsverfahren wird jetzt modifiziert, um für den Umgebungskartenspeicher nützliche Daten zu sam meln. Die folgende Beschreibung der Modifikation bezieht sich auf die Verwen dung des Algorithmus von Dijkstra zur Berechnung von kürzesten Wegen. Da an dere Verfahren aber nach dem gleichen Prinzip aufgebaut sind, sind die Modifika tionen mit kleinen Anpassungen immer anwendbar. Der Algorithmus betrifft ledig lich die Umgebung um das Ziel herum.

Bei jeder neu in die Menge der "bekannten" Straßen aufgenommenen Straße wird gespeichert, wie lang der Weg von dieser Straße bis zum Ziel ist. Die Information ergibt sich aus den entsprechenden Werten, die für die angrenzenden Straßen aus der Menge der "bekannten" Straßen in einem früheren Schritt ermittelt wur den. Zusätzlich wird jetzt für die umgekehrte Richtung abgespeichert, wie lang der Weg vom Ziel bis zu dieser Straße ist. Die zusätzliche Information wird solange aufgenommen, bis um das Ziel herum eine bekannte Umgebung aufgebaut wor den ist, die groß genug ist, um in einem erneuten Durchlauf als Umgebungskar tenspeicher zu dienen. Je nach Straßenklasse genügt es, eine Entfernung der "Bekanntheitsgrenze" von 3-8 km vorzusehen. Ist die bekannte Umgebung um das Ziel groß genug, so werden die Daten im Umgebungskartenspeicher abgelegt und der Algorithmus läuft ohne Aufnahme dieser zusätzlichen Information weiter.

Nachfolgend wird ein Fuzzy-Entscheidungssystem bzw. ein Fuzzy-Regler für die erste Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Der erste Fuzzy-Regler soll, wie bereits erwähnt, für die Frage eine Entscheidung treffen, ob es unter Berücksichtigung der Bekanntheitsgrenze sinnvoll ist, vorläu fige Fahrhinweise zu erstellen und auszugeben. Für diese Entscheidung wird ein Fuzzy-Regler eingesetzt, der mit der Methode der Aktivierungsgrade arbeitet. Die einzelnen Schritte werden an dieser Stelle lediglich kurz skizziert. Wesentlich ist, dass bei der Erstellung dieses ersten Fuzzy-Reglers auf Einfachheit und Effizienz geachtet wird, da die Schritte mit jeder zur "bekannten" Umgebung neu hinzu kommenden Straße wiederholt werden müssen, was häufig an die 100 000 Mal notwendig ist.

Die Daten, die aufgrund der bekannten Umgebung vorliegen, werden zunächst auf zwei Entscheidungsgrößen reduziert, die dann als Datenbasis für die Entschei dung des Fuzzy-Reglers dienen.

Bei der ersten Entscheidungsgröße handelt es sich um die Fahrtdauer bis zur Be kanntheitsgrenze (FB). Da die Bekanntheitsgrenze durch mehrere einzelne Punkte gebildet wird, gibt es keine eindeutig festgelegte Fahrtdauer bis zum Erreichen der Bekanntheitsgrenze. Die Fahrtdauer bis zur Bekanntheitsgrenze FB wird deshalb definiert als die Fahrtdauer bis zu demjenigen Punkt auf der Bekanntheitsgrenze, der dem Zielort in der Luftlinienentfernung am nächsten liegt.

Als zweite Entscheidungsgröße dient der gefahrene Streckenanteil (GS), der be stimmt wird als der Quotient aus der Luflinienentfernung bis zur Bekanntheits grenze (LB) und der Luftlinienentfernung bis zum Zielort (LZ)

GS: = LB/LZ.

Die folgenden drei Regeln bilden das Regelsystem des Ersten Fuzzy-Reglers und ergeben sich aufgrund einfacher Überlegungen:
Regel 1: Wenn FB groß ist, dann ist ein Fahrhinweis sinnvoll.
Regel 2: Wenn GS groß ist, dann ist kein Fahrhinweis sinnvoll.
Regel 3: Wenn GS klein ist, dann ist kein Fahrhinweis sinnvoll.

Zu Regel 1

Je länger die Fahrzeit innerhalb des bekannten Gebiets ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen. Mit einer hohen Fahrzeit innerhalb des bekannten Gebiets hat der Optimierungsalgorithmus genügend Zeit, in Phase 3 die Optimierung zu beenden, bevor das Fahrzeug an der Bekanntheitsgrenze angekommen ist. Straßen mit hohen Durchschnittsgeschwindigkeiten, wie z. B. Autobahnen, vergrößern das Gebiet schneller als Straßen mit geringen Durch schnittsgeschwindigkeiten. Befinden sich also Autobahnen im bekannten Gebiet, werden weniger Straßen benötigt, als wenn sich lediglich kurze Feldwege in der Umgebung befinden.

Zu Regel 2

Befindet man sich bereits in der Nähe des Ziels, so wird der zeitliche Aufwand für die Beendigung der Optimierung geringer sein, als der Aufwand für die Phase 2. Der Algorithmus sollte in einem solchen Fall mit der Optimierung fortfahren.

Zu Regel 3

Je näher man an das Ziel herankommt, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen, da damit ein hoher Prozentsatz der Strecke bekannt ist.

In den Regeln 1 bis 3 des ersten Fuzzy-Reglers treten die unscharfen Begriffe "groß" und "klein" auf. Deshalb wird jeder Regel 1 bis 3 eine Fuzzy-Menge zuge ordnet, die dem jeweiligen Messwert FB bzw. GS einen Wert zwischen 0 und 1 zuweist. Dieser Wert wird dann als Indikator dafür gewertet, wie groß bzw. klein die jeweilige Entscheidungsgröße ist. Hier steigt der Fuzzywert für Regel 1 mit FB linear an. Der Punkt, an dem dieser Fuzzywert den Wert 1 annimmt, wird dem Verfahren als Schärfeparameter übergeben. Auch der Fuzzywert für Regel 2 steigt hier mit GS linear an. Wird GS größer als 1, so wird im Fall der Regel 2 der Fuzzywert 1 zugeordnet. Je größer GS ist, desto kleiner wird der Fuzzywert für Regel 3. Wird GS größer als 1, so wird im Fall der Regel 3 der Fuzzywert 0 zuge ordnet.

Nach Anwendung der voranstehend erläuterten Regeln 1 bis 3 auf die beiden Ent scheidungsgrößen FB und GS erhält man für jede der drei Regeln einen Wert zwischen 0 und 1, der als Zugehörigkeitswert zu der Menge "Fahrhinweis sinnvoll" bezeichnet wird. Diese drei Werte R1, R2 und R3 müssen in einem letzten Schritt noch zu einer Entscheidung umgesetzt werden. An dieser Stelle wird das Verfah ren der Aktivierungsgrade verwendet. Dazu wird folgende Vorschrift angewendet:
Interpretiere das Produkt R1.(1 - R2).(1 - R3) als Wahrscheinlichkeit für die Ent scheidung, vorläufige Fahrhinweise zu geben. Dieses Vorgehen entspricht einer Und-Verknüpfung der drei Regeln. Ermittle dann über einen Uniform[0,1]-Zufalls generator eine Zufallszahl Z. Gilt

R1.(1 - R2).(1 - R3) < Z,

so wird entschieden, dass vorläufige Fahrhinweise sinnvoll sind.

Nachfolgend wird ein Fuzzy-Entscheidungssystem bzw. ein Fuzzy-Regler für die zweite Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Der zweite Fuzzy-Regler soll für die Frage eine Entscheidung treffen, welcher der Punkte, die die Bekanntheitsgrenze bilden, mit Hilfe von sogenannten vorläufigen Fahrhinweisen angefahren werden soll. Zur Ermittlung der vorläufigen Fahrhin weise wird also eine Straße auf der Bekanntheitsgrenze gesucht, die aufgrund der kennengelernten Umgebung angefahren werden soll. Auch hier wird das Ent scheidungssystem lediglich kurz skizziert. Die Bewertung der Punkte, die die Be kanntheitsgrenze bilden, basiert auf drei Entscheidungsgrößen.

Bei der ersten Entscheidungsgröße handelt es sich um die relative Entfernung eines Punktes bis zum Zielort (ED), die bestimmt wird als Quotient aus der Luft linienentfernung dieses Punktes zum Zielort (PD) und der Luftlinienentfernung des Startpunktes zum Zielort (SD)

ED: = PD/SD.

Die zweite Entscheidungsgröße ist die abgeschätzte Gesamtfahrzeit von einem Punkt bis zum Zielort (GZ), die sich ergibt als Summe aus der Fahrzeit bis zu die sem Punkt (FZ) und der Fahrzeit von diesem Punkt bis zum Zielort (PZ)

GZ: = FZ + PZ.

Als dritte Entscheidungsgröße wird jedem Punkt die Straßenklasse (SK) der po tentiellen Nachfolgestraße zugeordnet, d. h. die Straßenklasse derjenigen Straße, die in Richtung des Zielorts weist und die niedrigste Straßenklasse aufweist.

Die folgenden drei Regeln bilden das Regelsystem des zweiten Fuzzy-Reglers und ergeben sich ebenfalls aufgrund einfacher Überlegungen:
Regel 1: Wenn ED für einen Punkt klein ist, dann ist der Punkt gut geeignet.
Regel 2: Wenn GZ für einen Punkt klein ist, dann ist der Punkt gut geeignet.
Regel 3: Wenn SK für einen Punkt klein ist, dann ist der Punkt gut geeignet.

Zu Regel 1

Je näher ein Punkt zum Ziel liegt, desto eher ist dieser Punkt ein potentieller vor läufiger Anfahrtsort.

Zu Regel 2

Auch ein Punkt, der von der Luftlinienentfernung zunächst weiter weg ist als ein anderer, kann ein potentieller Kandidat sein, wenn über ihn das Ziel schneller zu erreichen ist.

Zu Regel 3

Die Zeit, die von einem Punkt aus zum Erreichen des Ziels benötigt wird, hängt im Wesentlichen von der Straßenklasse ab. Je niedriger die Straßenklasse, desto höher ist die Chance, schnell in Richtung Ziel voranzukommen. Zeigt eine Straße allerdings vom Ziel weg, so kann eine derartige Straße selbstverständlich nicht in die Betrachtung einbezogen werden.

Über eine Fuzzy-Menge, wie sie in Verbindung mit Regel 3 des ersten Fuzzy- Reglers beschrieben worden ist, werden jedem Punkt die Zugehörigkeitsgrade R1', R2' und R3' zugeordnet. Über das Produkt R1'.R2'.R3' wird jedem Punkt ein Zugehörigkeitsgrad zu der Menge "Punkt gut geeignet" zugeordnet. Für jeden Punkt liegt nun ein Wert vor. Diese Werte müssen nun noch zu einer Entschei dung umgesetzt werden.

Hierfür erweist es sich als sinnvoll, das Maximumprinzip anzuwenden. Demnach wird diejenige Straße angefahren, die den größten Zugehörigkeitswert zu der Menge "Punkt gut geeignet" erhalten hat. Aufgrund der Entscheidung, welche Straße auf der "Bekanntheitsgrenze" angefahren werden soll, kann nun ein Pool von Fahrhinweisen angelegt werden.

Claims

1. Navigationsverfahren für ein Kraftfahrzeug,
bei dem die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird,
bei dem eine Fahrtroute zwischen einem Ausgangsort und einem Zielort be stimmt wird und
bei dem Fahrhinweise zum Erreichen des Zielorts ausgegeben werden,
wobei eine Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs als bekannt defi niert wird, wenn Umgebungsdaten zur Verfügung stehen, durch die sich diese Umgebung beschreiben lässt, und die Menge derjenigen Punkte, die auf der Grenze der bekannten Umgebung liegen und an denen weitere Straßen in Rich tung des noch nicht bekannten Gebiets angrenzen, als Bekanntheitsgrenze defi niert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Phase 1 die Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs so lange kennen gelernt wird, d. h. die bekannte Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs so lange erweitert wird, bis anhand der Umgebungsdaten sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können,
dass in Phase 2 ein Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausge wählt wird und dass als vorläufige Fahrhinweise Fahrhinweise zum Erreichen des Anfahrtsorts ausgegeben werden,
dass in Phase 3 parallel zum Abarbeiten der vorläufigen Fahrhinweise die Fahrtroute zum Zielort bestimmt wird, wobei der Anfahrtsort den Ausgangsort der Fahrtroute bildet, und
dass die Phasen 1 bis 3 so lange wiederholt werden, bis der Zielort erreicht ist.

2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass bei jeder Fahrt aktuelle Umgebungsdaten ermittelt und in einem perma nenten Speicher, dem Umgebungskartenspeicher, abgespeichert werden,
dass bei Fahrtantritt geprüft wird, ob die abgespeicherten Umgebungsdaten der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden können und zu Navigationszwecken verwendet werden können, und
dass in Phase 1, wenn keine ausreichende Menge von verwendbaren Umge bungsdaten abgespeichert ist, mindestens so lange Umgebungsdaten ermittelt und abgespeichert werden, bis sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können.

3. Navigationsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Navigationsvorgang Umgebungsdaten für den Ausgangsort und Umge bungsdaten für den Zielort ermittelt werden, indem die Fahrtroute mit Hilfe einer digitalen Kartenbasis und einer Kombination aus einem vorwärts orientierten und einem inversen Algorithmus berechnet wird, wobei die digitale Kartenbasis Infor mationen über Straßenzüge in Form von Kanten und über Endstücke von Stra ßenzügen in Form von Knoten liefert.

4. Navigationsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede neu in die Menge der bekannten Straßen aufgenommene Straße ermittelt wird, wie lang der Weg von dieser Straße bis zum Zielort bzw. vom Zielort bis zu dieser Straße ist, wobei Abbiegeverbote und die jeweilige Durchfahrtsrichtung der Straßen berücksichtigt werden und dass die für den Zielort bestimmten Umge bungsdaten zumindest so lange abgespeichert werden, bis eine unter Berücksich tigung der jeweiligen Straßenklassen hinreichend große Umgebung um den Zielort bekannt ist.

5. Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass in Phase 1 mit Hilfe eines ersten Fuzzy-Reglers entschieden wird, ob sinnvolle vorläufige Fahrhinweise ausgegeben werden können.

6. Navigationsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Entscheidungsgrößen für die Entscheidung des ersten Fuzzy-Reglers jeweils für die Umgebungsdaten bestimmt werden
die Fahrtdauer bis zur Bekanntheitsgrenze (FB), d. h. die Fahrtdauer bis zu demjenigen Punkt der Bekanntheitsgrenze, der dem Zielort in Luftlinienentfer nung am nächsten liegt, und
der gefahrene Streckenanteil (GS), der definiert ist als der Quotient aus der Luftlinienentfernung bis zur Bekanntheitsgrenze und der Luftlinienentfernung bis zum Zielort.

7. Navigationsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem des ersten Fuzzy-Reglers die folgenden Regeln umfasst:
Regel 1: Wenn FB groß ist, dann sind vorläufige Fahrhinweise sinnvoll.
Regel 2: Wenn GS groß ist, dann sind vorläufige Fahrhinweise nicht sinnvoll.
Regel 3: Wenn GS klein ist, dann sind vorläufige Fahrhinweise nicht sinnvoll.

8. Navigationsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass je der Regel 1 bis 3 des Regelsystems des ersten Fuzzy-Reglers eine Fuzzy-Menge zugeordnet wird, die der jeweiligen Entscheidungsgröße FB bzw. GS einen Wert R1, R2 bzw. R3 zwischen 0 und 1 zuweist.

9. Navigationsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufallszahl Z zwischen 0 und 1 ermittelt wird und dass entschieden wird, dass vorläufige Fahrhinweise sinnvoll sind, wenn
R1.(1 - R2).(1 - R3) < Z.

10. Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass in Phase 2 mit Hilfe eines zweiten Fuzzy-Reglers entschieden wird, welcher Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausgewählt wird.

11. Navigationsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Entscheidungsgrößen für die Entscheidung des zweiten Fuzzy-Reglers für jeden Punkt auf der Bekanntheitsgrenze bestimmt werden
die relative Entfernung des jeweiligen Punkts zum Zielort (ED), die definiert ist als Quotient aus der Luftlinienentfernung dieses Punkts zum Zielort und der Luftlinienentfernung des Fahrtausgangspunkts zum Zielort,
die abgeschätzte Gesamtfahrzeit (GZ), die sich zusammensetzt aus der Fahr zeit bis zu dem jeweiligen Punkt und der Fahrzeit von diesem Punkt bis zum Zielort, und
die Straßenklasse des jeweiligen Punkts (SK), die definiert ist als die Straßen klasse derjenigen angrenzenden Straße, die in Richtung Zielort weist und die niedrigste Straßenklasse aufweist.

12. Navigationsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem des zweiten Fuzzy-Reglers die folgenden Regeln umfasst:
Regel 1: Wenn ED für einen Ort klein ist, dann ist dieser Ort gut geeignet.
Regel 2: Wenn GZ für einen Ort klein ist, dann ist dieser Ort gut geeignet.
Regel 3: Wenn SK für einen Ort klein ist, dann ist dieser Ort gut geeignet.

13. Navigationsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Regel 1 bis 3 des Regelsystems des zweiten Fuzzy-Reglers eine Fuzzy- Menge zugeordnet wird, die der jeweiligen Entscheidungsgröße ED, GZ bzw. SK einen Wert R1', R2' bzw. R3' zwischen 0 und 1 zuweist.

14. Navigationsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Punkt auf der Bekanntheitsgrenze als Anfahrtsort ausgewählt wird, für den das Produkt
R1'.R2'.R3' = max.

15. Navigationseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung eines Navi gationsverfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 14, mit einer Rechnereinheit (11) und einer Ein-/Ausgabeeinheit (12) für die Rechnereinheit (11) zur Eingabe eines Zielorts und zur Ausgabe von Fahrhinweisen zum Erreichen des Zielorts auf einer Fahrtroute, die in einem Optimierungsverfahren (13) durch die Rechnerein heit (11) bestimmt worden ist, wobei die Rechnereinheit (11) zur Bestimmung der aktuellen Position (14) des Kraftfahrzeugs mit einem GPS-Empfänger (15) und einem Bewegungssensormodul (16) verbunden ist und Zugriff auf eine digitale Kartenbasis (17) hat, dadurch gekennzeichnet,
dass ein beschreibbarer permanenter Speicher als Umgebungskartenspeicher (18) vorgesehen ist, in dem bei jeder Fahrt aktuelle Umgebungsdaten abge speichert werden,
dass der Umgebungskartenspeicher (18) über die Rechnereinheit (11) mit dem GPS-Empfänger (15) und dem Bewegungssensormodul (16) verbunden ist, so dass die Rechnereinheit (11) im Rahmen der Positionsbestimmung (14) bei Fahrtantritt prüfen kann, ob die abgespeicherten Umgebungsdaten der aktuel len Position des Kraftfahrzeugs zugeordnet werden können und zu Naviga tionszwecken verwendet werden können, und so dass das Optimierungsver fahren (13) auf den Umgebungskartenspeicher (18) zugreifen kann.

16. Navigationseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungssensormodul (16) Bewegungssensoren umfasst, die die Bewe gungsrichtung und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auch dann erfassen, wenn seine Position bei abgestelltem Motor verändert wird.

17. Navigationseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungssensormodul (16) mindestens einen Beschleunigungssensor und mindestens einen Gyrosensor umfasst.