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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung
von Navigationsangaben in einem Fahrzeug, insbesondere für eine vorausschauende
Richtungsanzeige, wobei eine Richtungsänderung und ein Grad der Richtungsänderung
eines vorausliegenden Straßenabschnitts
anhand einer momentanen Richtung der Straße und/oder der momentanen
Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt werden und der Grad der Richtungsänderung
einer von mehreren vorgegebenen Änderungsstufen
zugeordnet wird.
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In
DE 199 33 504 A1 Oberbegriff
wird ein Verfahren zur Darstellung von Navigationsdaten beschrieben,
bei dem der Fahrer über
die nächste
zu erwartende Kurvenkrümmung
mittels eines Diagrammbalkens informiert wird.
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In
DE 197 38 764 A1 wird
ein Verfahren zur Darstellung von Navigationsdaten beschrieben,
bei dem der Verlauf der vorausliegenden Straße graphisch dargestellt wird.
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Im
Stand der Technik ist aus der
US 5 465 089 A ein Verfahren zur Führung eines
Fahrzeugs in Bezug auf eine Straßenbedingung bekannt, bei dem Abschnitte
entlang einer Straße,
auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, sowie die Bewegungsrichtung
des Fahrzeugs ermittelt werden, wobei auch Kreuzungen berücksichtigt
werden. Aus diesen Daten wird ein Winkel ermittelt, unter dem sich
der in diesem Moment befahrene Abschnitt und ein anschließender Abschnitt
schneiden, wobei Informationen über
den Winkel als Straßenbedingung
angezeigt werden. Dabei können
Kurven anhand ihrer Krümmung,
Richtung und Radius in eine Anzahl von Klassen eingeteilt werden.
Die Einteilung dient dazu, graphische Zeichen anhand der Klasse
aus einer Tabelle auszulesen, wobei einer Klasse genau ein Zeichen
zugeordnet ist, das durch seine Gestaltung Informationen über die
Kurve enthält.
Das ausgelesene Zeichen kann auf einem visuellen Anzeigeschirm,
insbesondere einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt werden.
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Dieses
Verfahren erfordert eine hohe Konzentration, um anhand des angezeigten
Zeichens Informationen über
eine Kurve zu erhalten. Ändert
sich die Anzeige beispielsweise aufgrund einer gefährlichen
Kurve mit zunehmender Krümmung
von einem ersten Zeichen in ein anderes zweites für eine höhere Krümmung, so
ist diese Änderung
nur durch ständige,
genaue Beobachtung der Anzeige erfassbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, die eine verbesserte Wahrnehmung ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale aufweist, und durch eine Vorrichtung, welche die in Anspruch
17 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
eine verbesserte Wahrnehmung von vorausliegenden Kurven auch bei
Nacht und erhöht
damit die Verkehrssicherheit. Dies gelingt, indem anhand der Richtungsänderung
für einen
vorausliegenden Straßenabschnitt
und einer der Richtungsänderung
zugeordneten Änderungsstufe
mindestens ein hervorzuhebendes Richtungssymbol ermittelt und hervorgehoben
angezeigt wird, wobei im Falle einer mit einer starken Richtungsänderung
korrespondierenden Änderungsstufe
eine größere Anzahl
von hervorzuhebenden Rich tungssymbolen ermittelt und angezeigt wird
als im Falle einer mit einer schwachen Richtungsänderung korrespondierenden Änderungsstufe.
Die Veränderung
in der Anzeige der Richtungssymbole ist bei mehreren Symbolen sehr
gut erkennbar, insbesondere auch, wenn der Blick eines Fahrers nicht
gerade auf die Richtungssymbole fokussiert ist. Es ist anhand der
Anzahl der hervorgehoben dargestellten Richtungssymbole mit einem
einzelnen Blick sofort erkennbar, wie stark eine vorausliegende Kurve
gekrümmt
ist. Dabei wird dem Fahrer keine zwingende Vorschrift zum Handeln
erteilt, sondern es werden ihm Hinweise gegeben. Die Verantwortung bleibt
beim Fahrer.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
hängt die
Entfernung des vorausliegenden Straßenabschnitts von der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs ab. Insbesondere wird die Entfernung so gewählt, dass sie
stets einer bestimmten Zeitdauer bis zum Erreichen des vorausliegenden
Straßenabschnitts
entspricht. Dies ermöglicht
eine rechtzeitige Reaktion des Fahrers auf die Kurvenverhältnisse.
Zusätzlich kann
der Abstand zum Fahrzeug z.B. durch Zahlenangabe gekennzeichnet
werden.
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Vorteilhafterweise
werden zumindest die hervorzuhebenden Richtungssymbole in einer
Darstellung mindestens einer Infrarotaufnahme angezeigt. Die Kombination
mit mindestens einer Infrarotaufnahme verbessert die Wahrnehmung
der Straßensituation,
erleichtert so das vorausschauende Fahren und erhöht daher
die Verkehrssicherheit.
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Ein
hervorzuhebendes Richtungssymbol ist besonders gut wahrnehmbar,
wenn es ausgefüllt
angezeigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das hervorzuhebende
Richtungssymbol als eine aktive Anzeige, z. B. blinkende Anzeige,
oder optisch durch einen entsprechend farbliche Hervorhebung ausgebildet
sein.
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Zweckmäßigerweise
umfasst die Anzeige eine vorgebbare Anzahl von Richtungssymbolen, von
denen die hervorzuhebenden Richtungssymbole hervorgehoben angezeigt
werden und alle anderen Richtungssymbole jeweils als nicht hervorzuhebendes
Richtungssymbol identifiziert und gegebenenfalls angezeigt werden.
Vorzugsweise zeigen die hervorgehoben dargestellten Richtungssymbole
den Grad der Krümmung,
die Richtung bzw. den Radius der vorausliegenden Kurve im vorausliegenden
Straßenabschnitt
an.
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Dabei
hat der Fahrer stets eine Kontrollmöglichkeit, ob die Richtungsanzeige
funktioniert, indem die nicht hervorzuhebenden Richtungssymbole
als Umriss angezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das nicht hervorzuhebende
Richtungssymbol durch eine entsprechende in den Hintergrund tretende
Farbgebung dargestellt werden. Beispielsweise wird als Umrissfarbe
für das
nicht hervorzuhebende Richtungssymbol ein helles Grau, eine halbtransparente
Darstellung oder ein gelbgrauer Farbton verwendet. Auf diese Weise
steht auch unmittelbar eine Vergleichsskala zur Verfügung, um
den Krümmungsgrad
einer vorausliegenden Kurve ohne Abzählen der Richtungssymbole zu
erfassen. Bei einer Umrissdarstellung der nicht hervorzuhebenden
Richtungssymbole werden diese permanent dargestellt. In einer alternativen
Ausgestaltung werden die nicht hervorzuhebenden Richtungssymbole
nicht angezeigt. Dies kann der Klarheit der Anzeige dienen, indem
die hervorzuhebenden Richtungssymbole von den nicht hervorzuhebenden
Richtungssymbolen entkoppelt werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
sieht vor, dass zumindest das hervorzuhebende Richtungssymbol als
eine horizontal verlau fende Anzeige, insbesondere oberhalb und/oder
unterhalb des dargestellten vorausliegenden Straßenabschnitts angezeigt wird.
Der Straßenbereich
und insbesondere eventuelle Hindernisse auf der Straße werden
dadurch nicht verdeckt.
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Vorteilhafterweise
werden, falls die Richtungsänderung
einer Geradeausfahrt entspricht, als hervorzuhebendes Richtungssymbol
ein einzelnes mittleres Richtungssymbol und/oder, falls die Richtungsänderung
einer Kurvenfahrt nach links entspricht, mindestens ein Richtungssymbol
links von dem mittleren Richtungssymbol und/oder, falls die Richtungsänderung
einer Kurvenfahrt nach rechts entspricht, mindestens ein Richtungssymbol
rechts von dem mittleren Richtungssymbol hervorgehoben angezeigt.
Diese Darstellungen erlauben ein einfaches Erfassen der dargestellten
Information über
den vorausliegenden Straßenabschnitt.
Für eine
den Grad der Richtungsänderung
weitgehend übersichtlichen
Darstellung werden als Anzeige mindestens ein mittleres Richtungssymbol
für die
Geradeausfahrt und jeweils drei Richtungssymbole für eine Kurvenfahrt
nach links und nach rechts dargestellt. Dabei repräsentieren
die drei Richtungssymbole nach links und nach rechts jeweils die
Anzahl der vorgegebenen Änderungsstufen
für den
Grad der Richtungsänderung
im vorausliegenden Straßenabschnitt.
Zudem können
die Richtungssymbole für
die jeweilige Richtungsanzeige nach links bzw. nach rechts durch
entsprechende Anzahl, Form und/oder Abmessung selbst den Grad der
Richtungsänderung
anzeigen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das jeweilige Richtungssymbol
aus einem Quadrat von 10 mm × 10
mm und einer Dreiecksspitze mit einer Höhe von 3 mm gebildet.
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Vorteilhafterweise
weisen das mittlere Richtungssymbol eine nach oben weisende Pfeilform und/oder
die Richtungssymbole links von dem mittleren Richtungssymbol eine
nach links wei sende Pfeilform und/oder die Richtungssymbole rechts
von dem mittleren Richtungssymbol eine nach rechts weisende Pfeilform
auf. Die Bedeutung der Anzeige ist dadurch intuitiv klar erfassbar.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Richtungsänderung
und die Stärke
der Richtungsänderung
des vorausliegenden Straßenabschnitts
anhand von Positionsdaten des Fahrzeugs und anhand von mit den Positionsdaten
korrespondierenden Straßendaten
ermittelt werden. Dies ermöglicht
eine hohe Genauigkeit der dargestellten Informationen über den
vorausliegenden Straßenabschnitt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Richtungssymbole graduell,
beispielsweise einzelne oder alle, teilweise oder vollständig, ein-
und/oder ausgeblendet, wenn die Genauigkeit der ermittelten Richtungsänderung
niedrig ist. Auch kann eine horizontal verlaufende Anzeige der Richtungssymbole – hervorgehoben
und/oder lediglich als Umriss dargestellt – in einer Anzeigevorrichtung
beliebig hinsichtlich der Höhe
und Lage im Anzeigenbereich verschoben werden. Vorzugsweise sind
die Richtungssymbole oberhalb und/oder unterhalb des dargestellten vorausliegenden
Straßenabschnitts
anzeigbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Ablaufschema eines Verfahrens für
eine vorausschauende Richtungsanzeige,
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2 ein
Ablaufschema eines erweiterten Verfahrens für eine vorausschauende Richtungsanzeige,
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3 schematisch
eine Ausführungsform für eine vorausschauende
Richtungsanzeige, und
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4 schematisch
eine weitere Ausführungsform
für eine
vorausschauende Richtungsanzeige.
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Einander
entsprechende Teile und Funktionen sind in allen Figuren mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren
für eine
vorausschauende Richtungsanzeige für ein auf einer Straße fahrendes Fahrzeug.
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In
Schritt S1 wird zunächst
mittels eines Navigationssystems und/oder einer Radareinheit des Fahrzeugs
die Richtung der Straße,
auf der sich das Fahrzeug momentan bewegt, und die momentane Fahrtrichtung
des Fahrzeuges auf der Straße
ermittelt. Hierzu werden Positionsdaten des Fahrzeugs und mit den
Positionsdaten korrespondierende Straßendaten anhand des Navigationssystems
und/oder der Radareinheit ermittelt.
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In
Schritt S2 wird anhand der vom Navigationssystem und/oder der Radareinheit
ermittelten Daten in herkömmlicher
Art und Weise eine Richtungsänderung
D in einem vorausliegenden Straßenabschnitt
Sa ermittelt. Der vorausliegende Straßenabschnitt Sa erstreckt sich
beispielsweise entlang der Straße
in einer vorgegebenen Entfernung von beispielsweise 160 m vor dem
Fahrzeug. Darüber
hinaus wird der Grad G dieser Richtungsänderung D in herkömmlicher
Art und Weise ermittelt.
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In
Schritt S3 wird der Grad G der Richtungsänderung D einer von mehreren
vorgegebenen Änderungsstufen
Si zugeordnet. Dabei erfolgt die Zuordnung
in Abhängigkeit
von der Stärke
der Richtungsänderung
D. Je kleiner der Kurvenradius im vorausliegenden Straßenabschnitt
Sa und somit der Grad G der Richtungsänderung D ist, desto niedriger ist
die zugehörige Änderungsstufe
Si. Bei einer großen Richtungsänderung
des vorausliegenden Straßenabschnitts
Sa, d.h. bei einem großen
Kurvenradius oder großem
Grad G der Richtungsänderung
D, wird eine höhere Änderungsstufe
Si identifiziert und zugeordnet.
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In
Schritt S4 wird anhand der Richtungsänderung D und der ermittelten Änderungsstufe
Si mindestens ein hervorzuhebendes Richtungssymbol
Rm ermittelt. Dabei wird die Anzahl der
hervorzuhebenden Richtungssymbole Rm durch
die Höhe
der Änderungsstufe
Si und somit dem Grad G der Richtungsänderung
D bestimmt. Je höher
die Änderungsstufe Si und je größer der Grad G der Richtungsänderung D,
desto mehr Richtungssymbole R werden als hervorzuhebendes Richtungssymbol
Rm identifiziert und ermittelt.
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In
Schritt S5 werden alle ermittelten hervorzuhebenden Richtungssymbole
Rm angezeigt. Die Anzeige erfolgt beispielsweise
auf einer nicht näher dargestellten
Anzeigeeinheit eines Navigationssystems und/oder einer Radareinheit.
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2 zeigt
schematisch ein gegenüber 1 erweitertes
Verfahren für
eine vorausschauende Richtungsanzeige beispielhaft für ein auf
einer Straße
fahrendes Fahrzeug.
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In
Schritt S1 wird zunächst
mittels eines Navigationssystems und/oder einer Radareinheit des Fahrzeugs
die Richtung der Straße,
auf der sich das Fahrzeug momentan befindet, und die Fahrtrichtung des
Fahrzeuges auf der Straße
ermittelt. Anhand dieser Daten wird dann der weitere Straßenverlauf
in Fahrtrichtung und somit der vorausliegende Straßenabschnitt
Sa ermittelt. Aus der Fahrzeuggeschwindigkeit wird anhand einer
vorgebbaren Zeit tP, die beispielsweise
4 s beträgt,
eine Entfernung dP berechnet, die das Fahrzeug
in dieser Zeit bei gleichbleibender Fahrzeuggeschwindigkeit erreichen
wird. Aus der Fahrzeuggeschwindigkeit wird außerdem anhand einer vorgebbaren
Glättungszeit
tM, die beispielsweise 1 s beträgt, eine
Strecke sM berechnet, die das Fahrzeug in
dieser Zeit bei gleichbleibender Fahrzeuggeschwindigkeit zurücklegt.
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In
Schritt S2 wird eine Richtungsänderung
D eines vorausliegenden Straßenabschnitts
Sa ermittelt, der sich entlang des ermittelten
Straßenverlaufs in
der berechneten Entfernung dP vor dem Fahrzeug erstreckt.
Darüber
hinaus wird der Grad G dieser Richtungsänderung D in dem vorausliegenden
Straßenabschnitt
Sa ermittelt. Dazu werden lokale Richtungsänderungen
DL des vorausliegenden Straßenabschnitts
Sa über
ein Intervall gemittelt, dessen Länge der berechneten Strecke
sM entspricht. Das Intervall wird derart
vorgegeben, dass beispielsweise in dessen Mitte oder an dessen Anfang
die ermittelte Entfernung dP liegt. Als
Maß für die Unsicherheit
der Mittelung wird beispielsweise die Standardabweichung ΔD der Richtungsänderung
D berechnet. Wird keine lokale Richtungsänderung DL ermittelt,
weil die Straße
in der berechneten Entfernung dP geradeaus verläuft, werden
die Richtungsänderung
D und die Standardabweichung ΔD
mit dem Wert Null und ein Grad G der Richtungsänderung D von Null festgesetzt.
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In
Schritt S3 wird der Grad G der Richtungsänderung D einer von mehreren
vorgegebenen Änderungsstufen
Si zugeordnet. Für eine Richtungsänderung
D nach links werden beispielsweise drei Änderungsstufen SL1,
SL2, SL3 entsprechend
drei Stufen von zunehmenden Absolutbeträgen von Krümmungsradien vorgegeben. Ebenso
werden drei Änderungsstufen
SR1, SR2, SR3 entsprechend drei Stufen von zunehmenden
Absolutbeträgen
von Krümmungsradien
für eine
Richtungsänderung
D nach rechts vorgegeben. Im Falle einer Richtungsänderung
D des Wertes Null wird eine einzelne Änderungsstufe SG0 für die Geradeausfahrt
vorgegeben.
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In
Schritt S4 wird anhand der Richtungsänderung D und der ermittelten Änderungsstufe
Si mindestens ein zugeordnetes, hervorzuhebendes
Richtungssymbol Rm ermittelt. Dabei nimmt
die Anzahl der hervorzuhebenden Richtungssymbole Rm mit
der Höhe
der Änderungsstufe
Si und somit dem abgestuften Grad G der
Richtungsänderung
D zu. Den Änderungsstufen
SL1, SL2, SL3 entsprechen ein, zwei oder drei Richtungssymbole
RL1 beziehungsweise RL1,
RL2 beziehungsweise RL1,
RL2, RL3 in nach
links weisender Pfeilform oder Bakenform. Zusätzlich oder alternativ können die
Form und/oder die Abmessungen, beispielsweise die Breite des jeweiligen
anzuzeigenden Richtungssymbols R selbst den Grad G der Richtungsänderungen
anzeigen. Auch kann die Anzahl der anzuzeigenden Richtungssymbole
R der Anzahl von Änderungsstufen
Si entsprechen und somit variieren. Analog
entsprechen den Änderungsstufen
SR1, SR2, SR3 ein, zwei oder drei Richtungssymbole RR1 beziehungsweise RR1,
RR2 beziehungsweise RR1,
RR2, RR3 in nach
rechts weisender Pfeilform, wobei die Breite des jeweiligen Richtungssymbols
Rm mit steigender Änderungsstufe Si zu-
oder abnehmen kann. In der Figur ist beispielhaft eine zunehmende Breite
dargestellt.
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Der Änderungsstufe
SG0 entspricht ein einzelnes Richtungssymbol
RG0 in nach oben weisender Pfeilform. Die
Pfeilform der Richtungssymbole RL1, RL2, RL3, RR1, RR2, RR3 nach links und rechts entspricht dabei
der Zeichnung auf üblichen
Warnbaken.
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In
Schritt S5 werden alle ermittelten hervorzuhebenden Richtungssymbole
Rm angezeigt. Je nach Grad G der Richtungsänderung
D und der ermittelten Änderungsstufe
Si werden ein oder mehrere Richtungssymbole
R als hervorzuhebendes Richtungssymbol Rm hervorgehoben
dargestellt. In 3 ist ein gerader Straßenverlauf
für den
vorausliegenden Straßenabschnitt
Sa ermittelt worden. Damit ist keine Richtungsänderung D und keine Änderungsstufe
Si ermittelt worden. Als hervorzuhebendes Richtungssymbol
Rm wird das mittlere Richtungssymbol RG0 für
einen geraden Straßenverlauf
ermittelt und hervorgehoben dargestellt. Hierzu wird das mittlere
Richtungssymbol RG0 farblich gekennzeichnet,
z. B. mit einer entsprechenden Farbfüllung versehen. Die anderen
angezeigten Richtungssymbole R werden als nicht hervorzuhebende
Richtungssymbole Rm' identifiziert und lediglich deren Umriss
dargestellt. Alternativ können
diese mit einer gegenüber dem
Hintergrund abgrenzenden helleren Farbe, z. B. grau oder gelb-grau
oder halbtransparent, gefüllt sein.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann es zu einer Unsicherheit in der Ermittlung der Richtungsänderung
in dem vorausliegenden Straßenverlauf
oder Straßenabschnitt
Sa kommen. Ist die Unsicherheit der Richtungsänderung D groß, liegt
also beispielsweise die Standardabweichung ΔD der Mittelung oberhalb eines
vorgegebenen Schwellwertes, und unterscheidet sich die aktuell ermittelte Änderungsstufe
Si von der im vorausgegangenen Verfahrensdurchgang
ermittelten Änderungsstufe
Si',
so wird die Differenzmenge an anzuzeigenden Richtungssymbolen R
zwischen der aktuell ermittelten Änderungsstufe Si und der
zuvor ermittelten Änderungsstufe
Si' teilweise
oder vollständig
ein- beziehungsweise ausgeblendet. Nicht hervorzuhebende Richtungssymbole
Rm' werden
nur als Umriss dargestellt. Vorzugsweise wird anschließend das
Verfahren erneut durchgeführt.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform für eine vorausschauende
Richtungsanzeige für
eine vorausliegende Rechtskurve mit mittlerem Krümmungsradius. Als hervorzuhebende
Richtungssymbole Rm werden hierbei anhand
der ermittelten Änderungsstufe
SR1, SR2 die Richtungssymbole
RR1, RR2 bestimmt
und hervorgehoben angezeigt, alle anderen Richtungssymbole R werden
als nicht hervorzuhebende Richtungssymbole RL1', RL2', RL3', RG0', RR3' bestimmt und nur
als Umrisse angezeigt.
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- D
- Richtungsänderung
- ΔD
- Standardabweichung
- G
- Grad
der Richtungsänderung
- Si
- Änderungsstufe
- Si'
- Vorherige Änderungsstufe
- R
- Richtungssymbol
- Rm
- hervorzuhebendes
Richtungssymbol
- Rm'
- nicht
hervorzuhebendes Richtungssymbol
- tP
- Zeit
- dP
- Entfernung
- tM
- Glättungszeit
- sM
- Strecke