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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem.
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Die
JP-2003-279363 A offenbart ein Fahrzeugnavigationssystem, das dazu
verwendet wird, eine Art einer Straße zu bestimmen, auf der ein
betreffendes, mit dem Fahrzeugnavigationssystem ausgerüstetes Fahrzeug
(nachstehend als Systemfahrzeug bezeichnet) fährt. Dieses Fahrzeugnavigationssystem
bestimmt eine Straßenart
derart, dass unter Verwendung von Bildern, die über eine Kamera aufgenommen
werden, überprüft wird,
ob ein für
eine Autobahn oder eine regionale Straße spezifisches Objekt vorhanden
ist. Das Ergebnis einer derartigen Bestimmung wird verwendet, wenn
ein Fahrzeug in einem Gebiet fährt,
in dem eine örtliche
Straße
und eine Autobahn/Schnellstraße
streckenweise dicht nebeneinander verlaufen. Es wird folglich bestimmt, ob
das Systemfahrzeug auf der richtigen Straße fährt (richtige Straße bezieht
sich auf eine Fahrtroute die vom Navigationssystem gemäß einer
Zielführung festgelegt
wird).
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Ist
ein Systemfahrzeug jedoch beispielsweise im Begriff, an einem im
Voraus liegenden Kreuzungs-/Abzweigungspunkt
auf eine andere Straße
einer anderen Straßenart
zu fahren, kann das obige Navigationssystem nicht bestimmen, ob
das Systemfahrzeug auf der richtigen Straße fährt, bis das Systemfahrzeug
die Kreuzung passiert.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugnavigationssystem
vorzusehen, das erkennen kann, ob ein mit dem Fahrzeugnavigationssystem
ausgerüstetes
Systemfahrzeug in Richtung einer richtigen Straße fährt.
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Um
diese Aufgabe zu erzielen, ist ein Fahrzeugnavigationssystem mit
dem Folgenden ausgerüstet.
Es ist eine Fahrtrichtungsermittlungseinheit vorgesehen, die eine
Fahrtrichtung einer Fahrspur auf einer Straße ermittelt, auf der das Fahrzeug
fährt. Es
ist eine Positionserfassungseinheit vorgesehen, die eine gegenwärtige Position
des Fahrzeugs erfasst. Es ist eine Straßendatenspeichereinheit vorgesehen,
die Straßendaten
speichert. Es ist eine Routenfestlegungseinheit vorgesehen, die
eine Route von der erfassten, gegenwärtigen Position zu einem Fahrziel
auf der Grundlage der Straßendaten
festlegt. Es ist ferner eine Fahrtrichtungsbestimmungseinheit vorgesehen,
die bestimmt, ob die ermittelte Fahrtrichtung mit einer routenseitigen
Fahrtrichtung übereinstimmt,
die eine Fahrtrichtung in Übereinstimmung
mit der festgelegten Route ist. Es wird hierbei eine Zielführung auf
der Grundlage eines von der Fahrtrichtungsbestimmungseinheit bestimmten
Ergebnisses durchgeführt.
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Gemäß diesem
Aufbau kann beispielsweise erkannt werden, dass ein Systemfahrzeug
nahe einem Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt oder einem Kreuzungspunkt
auf einer Fahrspur fährt, die
in Richtung einer richtigen Straße führt.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
deutlicher ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Aufbaus eines Fahrzeugnavigationssystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Funktionsblockdiagramm einer Steuerschaltung;
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3A eine
Ansicht eines Bereichs, in dem ein Markierungsmuster ausgeschnitten
wird;
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3B eine
Ansicht eines ausgeschnittenen Markierungsmusters;
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4A bis 4D Ansichten
von Vorlagen für
eine Musterübereinstimmung;
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5A bis 5D Ansichten
einer Bewegung von weißen
Linien (Fahrbahnmarkierungen) während
eines Wechsels zu der rechten Fahrspur;
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Zielführungsprozesses
durch das Fahrzeugnavigationssystem gemäß der Ausführungsform; und
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7 eine
Ansicht eines Beispiels, bei dem Markierungen, die sich voneinander
unterscheidende Fahrtrichtungen anzeigen, entlang einer einzelnen Fahrspur
angeordnet sind, gemäß einer
Modifikation der Ausführungsform.
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Nachstehend
wird ein Fahrzeugnavigationssystem 100 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Das Fahrzeugnavigationssystem 100 weist, wie in 1 gezeigt,
einen Positionsdetektor 1, eine Kartendateneingabeeinheit 6,
eine Bedienschaltergruppe 7, einen externen Speicher 8, eine
Steuerschaltung 9, einen VICS-(Fahrzeuginformations- und
Kommunikationssystem) Empfänger 10,
eine Displayeinheit 11, eine Tonausgabeeinheit 12,
einen A/D-Wandler 13,
eine Kamera 14, einen Fernsteuerungssensor 15 und
eine Fernsteuerung 16 auf.
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Die
Steuerschaltung 9 ist aus einem bekannten Computer aufgebaut,
der eine CPU, ein ROM, ein RAM, eine E/A-Schnittstelle und eine die vorstehenden
Komponenten verbindende bzw. anschließende Busleitung beinhaltet.
Ein von der Steuerschaltung 9 ausgeführtes Programm ist in das ROM
geschrieben. Die CPU oder dergleichen führt auf der Grundlage dieses
Programms vorgegebene Berechnungen aus.
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Der
Positionsdetektor 1 beinhaltet einen geomagnetischen Sensor 2,
der eine Ausrichtung einer Fahrtrichtung des mit dem Fahrzeugnavigationssystem 100 ausgerüsteten Systemfahrzeugs
erfasst, einen Kreiselsensor 3, der eine Winkelgeschwindigkeit um
eine senkrechte Achse des Systemfahrzeugs erfasst, einen Wegstreckensensor 4,
der eine gefahrene Wegstrecke des Systemfahrzeugs erfasst, und einen
GPS-(Globales Positionsbestimmungssystem) Empfänger 5 für ein Differential-GPS
(DGPS). Das DGPS erfasst eine gegenwärtige Position des Systemfahrzeugs
auf der Grundlage von Funkwellen, die von Satelliten ausgesendet
werden, und Funkwellen eines FM-Rundfunks, der von einer Basisstation,
deren Position im Voraus bekannt ist, übertragen wird. Diese oder ähnliche
Sensoren 2, 3, 4, 5 weisen jeweilige,
voneinander verschiedenen Fehler auf, so dass die Sensoren 2, 3, 4, 5 verwendet
werden, während sie
gegenseitig ergänzt
werden.
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Ferner
kann der Positionsdetektor 1 abhängig von den jeweiligen Genauigkeiten
durch einen Teil der Sensoren 2, 3, 4, 5 aufgebaut
sein. Ferner kann ebenso ein Lenkdreh bewegungssensor (nicht gezeigt)
oder ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit
unter Verwendung von Drehgeschwindigkeiten der Räder erfasst, in dem Positionsdetektor 1 beinhaltet
sein.
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Die
Kartendateneingabeeinheit 6 wird zum Eingeben von Straßendaten
und Orientierungsdaten aufweisenden Kartendaten verwendet. Ein Speichermedium
zum Speichern der Kartendaten kann ein Nur-Lese-Speicher, wie beispielsweise
eine CD-ROM oder eine DVD, oder ein wiederbeschreibbarer Speicher,
wie beispielsweise eine Speicherkarte oder eine Festplatte, sein.
Nachstehend werden die Begriffe Streckenabschnittsdaten (link data)
und Knotendaten, welche Teil der die Kartendaten bildenden Straßendaten
sind, beschrieben.
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Die
Straße
wird gebildet, indem Streckenabschnitte verbunden werden, von denen
jeder zwischen Knoten gelegen ist. Der Knoten ist ein Abzweigungspunkt,
ein Zuführungspunkt,
ein Kreuzungspunkt oder dergleichen. Streckenabschnittsdaten enthalten
eine Streckenabschnitts-ID, die einen Streckenabschnitt, eine Streckenabschnittslänge, Koordinaten
des Start- und des Endpunktes des Streckenabschnitts, einen Straßennamen,
eine Straßenart, eine
Straßenbreite,
die Anzahl von Fahrspuren und Fahrtrichtungen (beispielsweise geradeaus,
rechts abbiegen, links abbiegen oder dergleichen) bestimmt, und
räumliche
Anordnungen (Layout) der jeweiligen Fahrspuren.
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Knotendaten
dagegen umfassen eine Knoten-ID, die einen Knoten, Koordinaten des
Knotens, einen Knotennamen, Verbindungs-Streckenabschnitts-Ids (connecting
link Ids), die sämtliche
mit dem Knoten verbundenen Streckenabschnitte anzeigen, die Anzahl
von Fahrspuren an einem beliebigen Abzweigungspunkt, Zuführungspunkt
oder Kreu zungspunkt, und Fahrtrichtungen bestimmt, und räumliche
Anordnungen der jeweiligen Fahrspuren.
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Die
Bedienschaltergruppe 7 kann ein für eine verschiedene Eingabe
zu verwendender in die Displayeinheit 11 integrierter Berührungsschalter
oder ein mechanischer Schalter sein. Der VICS-Empfänger 10 empfängt Straßenverkehrsinformationen,
die von einer VICS-Zentrale über
eine an einer Straße angeordnete
Bake (beacon) oder einen örtlichen FM-Rundfunk
ausgestrahlt werden.
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Die
Straßenverkehrsinformationen
umfassen Stauinformationen, wie beispielsweise einen Staugrad der
jeweiligen Streckenabschnitte oder eine Fahrzeit (benötigte Fahrzeit),
und Verkehrregelungsinformation, wie beispielsweise eine Straßen- bzw.
Fahrspursperrung aufgrund eines Unfalls oder einer Baustelle, oder
eine Sperrung einer Auffahrt/Ausfahrt einer Autobahn/Schnellstraße. Hierbei ist
der Staugrad durch eine Mehrzahl von eingeschätzten Stufen gekennzeichnet
(beispielsweise Stau, stockend, dicht, frei oder dergleichen) .
Die empfangenen Straßenverkehrsinformationen
werden von der Steuerschaltung 9 verarbeitet. Die Stauinformationen
oder die Verkehrsregelungsinformationen können beispielsweise auf dem
Bildschirm der Displayeinheit 11 angezeigt werden, während sie
auf der Karte eingeblendet werden.
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Ferner
können
Straßenoberflächeninformationen
(trocken, nass, gefroren, verschneit oder dergleichen) oder Stauinformationen über eine
Mobilkommunikationseinheit (beispielsweise ein Mobiltelefon) über einen
Anbieter, wie beispielsweise einen speziellen Anbieter für Verkehrsinformationen,
erhalten werden.
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Die
Displayeinheit 11 ist beispielsweise aus einem Flüssigkristalldisplay
aufgebaut, das auf seinem Bild schirm eine Positionsmarkierung des
Systemfahrzeugs entsprechend einer von dem Positionsdetektor 1 eingegebenen
gegenwärtigen
Position und eine Straßenkarte
zeigt, die das Systemfahrzeug umgibt und durch die von der Kartendateneingabeeinheit 6 eingegebenen
Kartendaten erzeugt wird. Die Tonausgabeeinheit 12 ist
aus einem Lautsprecher, einem Audioverstärker oder dergleichen aufgebaut,
um eine Sprach-(verkehrs)führung
oder dergleichen durchzuführen.
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Der
A/D-Wandler 13 wandelt die von der Kamera 14 ausgegeben
analogen Signale in digitale Signale, um sie anschließend an
die Steuerschaltung 9 auszugeben. Die Kamera 14 wird
als bildgebende Einheit verwendet, um ein Bild in eine von dem Systemfahrzeug
aus gesehen vordere Richtung oder ein Bild in eine von dem Systemfahrzeug
aus gesehen hintere Richtung aufzunehmen. Die Kamera 14 steuert
beispielsweise Verstärkungen,
Verschlussgeschwindigkeiten oder eine Bildfrequenz, indem sie ihre
Signale von der Steuerschaltung 9 empfängt. Die Kamera 14 gibt
Pixelwertsignale, die eine Helligkeit jedes Pixels eines aufgenommenen
Bildes anzeigen, als horizontal und vertikal synchrone Signale an
die Steuerschaltung 9 aus.
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Das
Fahrzeugnavigationssystem 100 weist eine Zielführungsfunktion
auf. Bei dieser Funktion wird die am meisten geeignete Route von
der gegenwärtigen
Position (oder einem von dem Anwender zugewiesenen Startpunkt) zu
einem Fahrziel automatisch festgelegt, wenn die Position des Fahrziels durch
der Fernbedienung bzw. Fernsteuerung 16 über den
Fernsteuerungssensor 15 eingegeben wird; anschließend wird
das Systemfahrzeug zu dem Fahrziel geführt, während die Karte dies basierend auf
dem Voranschreiten des Systemfahrzeugs angezeigt. Ein derartiges
Verfahren zur automatischen Festlegung der am meisten ge eigneten
Route weist ein bekanntes Verfahren, wie beispielsweise das Dijkstra-Verfahren,
auf.
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Die
Steuerschaltung 9 weist, wie in der 2 gezeigt,
eine Zielführungseinheit 9a,
eine Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b, eine Bilderkennungseinheit 9c,
eine Einheit 9d zur Vorlagenspeicherung, eine Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e und
eine Bestimmungseinheit 9f auf.
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Die
Zielführungseinheit 9a sendet
einen Befehl zum Ausführen
eines Bilderkennungsprozesses an die Bilderkennungseinheit 9c,
wenn die gegenwärtige
Position des Systemfahrzeugs einen vorgegebenen Abstand zu einem
Abzweigungspunkt, Zuführungspunkt
oder Kreuzungspunkt erreicht, der auf der Route liegt und eine Mehrzahl
von Fahrspuren aufweist, während
sie die obige Zielführungsfunktion ausführt.
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Die
Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b gewinnt eine Fahrtrichtung
(oder routenseitige Fahrtrichtung), in die das Systemfahrzeug fahren
sollte, in Übereinstimmung
mit der Route aus den die Kartendaten der Kartendateneingabeeinheit 6 bildenden Straßendaten
(Streckenabschnittsdaten, Knotendaten). Hierbei kann die routenseitige
Fahrtrichtung, in welche das Systemfahrzeug fahren sollte, aus der Gestaltung
der Straße
auf der Karte entnommen werden.
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Die
Bilderkennungseinheit 9c führt einen Bilderkennungsprozess
aus, der eine weiße
Linie oder ein richtungsanzeigendes Objekt, einschließlich eines
an/auf einer Straße
zum Anzeigen einer Fahrtrichtung vorgesehenen Richtungsanzeigers
(oder Markierung), aus den über
die Kamera 14 aufgenommenen Bildern erkennt, wie in 3A gezeigt.
In dieser Ausführungsform
ist ein Ausschneidebereich zum Ausschneiden einer in der 3A gezeigten Markierung
derart eingestellt, dass zunächst
weiße Linien auf
einer Straße
erkannt werden und ein Bereich zwischen den erkannten weißen Linien
als Ausschneidebereich festgelegt wird. Ein Ausschneidebereich kann
jedoch auch einem Abschnitt zwischen den weißen Linien auf dem aufgenommenen
Bild entsprechen.
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Bei
diesem Erkennungsverfahren für
eine Markierung wird beispielsweise das aufgenommene Bild in ein
Schwarzweißbild
gewandelt; eine weiße
Linie in dem Schwarzweißbild
erkannt; ein Ausschneidebereich als Abschnitt zwischen den weißen Linien festgelegt;
und anschließend
eine Kontur einer in der 3B gezeigten
Markierung gewonnen, indem Pixel, die innerhalb des Ausschneidebereichs
Kanten in dem Schwarzweißbild
bilden, verbunden werden.
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Anschließend wird
eine Vorlagenübereinstimmung
gemäß folgender
Beschreibung durchgeführt.
Die Kontur einer Markierung wird einer Musterübereinstimmung mit den in den 4A bis 4D gezeigten
Vorlagen unterzogen, die in der Vorlagenspeichereinheit 9d gespeichert
sind. Anschließend wird
die Vorlage mit der höchsten Übereinstimmung erkannt.
Folglich wird die Markierung in dem von der Kamera 14 aufgenommenen
Bild erkannt, so dass eine Fahrtrichtung der Fahrspur mittels der
durch die erkannte Markierung gezeigten Richtung ermittelt werden
kann.
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Es
ist zu beachten, dass der Bilderkennungsprozess gestoppt (verhindert)
wird, wenn Kanten bzw. Grenzen aufgrund einer Unschärfe der
Markierung oder dergleichen nicht aus dem Schwarzweißbild erkannt
werden können.
Dies verhindert eine Fehlerkennung.
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Die
Bilderkennungseinheit 9c startet den obigen Prozess, wenn
sie den Befehl zum Ausführen des
Bilderkennungsprozesses von der Zielführungseinheit 9a empfängt. Dies
ist üblicherweise
an einer Kreuzung, wie beispiels weise einem Abzweigungspunkt, einem
Zuführungspunkt
oder einem Kreuzungspunkt der Fall, der eine Mehrzahl von Fahrspuren
aufweist, wobei die jeweiligen Fahrspuren verschiedene Fahrtrichtungen
aufweisen. Folglich wird der Bilderkennungsprozess nur dann ausgeführt, wenn
sich das Systemfahrzeug einer Kreuzung nähert, die eine Mehrzahl von
Fahrspuren aufweist. Dies führt
zur Erkennung einer Fahrtrichtung des Systemfahrzeugs und verringert
eine für
den Bilderkennungsprozess benötigte
Systembelastung. Hierbei kann die Kamera 14 aktiviert werden,
um ein Bild aufzunehmen und den Bilderkennungsprozess auszuführen, wenn
der Befehl zum Ausführen
des Bilderkennungsprozesses empfangen wird.
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Ferner
erkennt die Bilderkennungseinheit 9c einen optischen Pixelfluss
entsprechend der erkannten weißen
Linien (beispielsweise eine Bewegung der erkannten weißen Linien),
um folglich aus dem erfassten Ergebnis eine Fahrspuränderung
zu der benachbarten Fahrspur (d.h., einen Fahrspurwechsel) zu erfassen.
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Wenn
das Fahrzeug beispielsweise, wie in den 5A bis 5D gezeigt,
zu der auf der rechten Seite des Fahrzeugs gelegenen Fahrspur wechselt,
bewegen sich die in der 5A gezeigten
weißen
Linien L1, L2, wie in 5B gezeigt, nach links. Wenn
sich das Fahrzeug weiter in die gleiche Richtung bewegt, wird, wie
in 5C gezeigt, die neue weiße Linie L3 erfasst. Anschließend werden,
wie in der 5D gezeigt, die weißen Linien
L2, L3 erfasst. Diese optische Bewegung der weißen Linien kann beispielsweise
durch eine bekannte Blockübereinstimmung
(block matching), ein Neigungsverfahren (inclination method), ein
Filterverfahren oder ein zweifache Differenzierung erfasst werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass ein Fahrspurwechsel bzw. eine Fahrspuränderung
eines Fahrzeuges selbst dann erkannt werden kann, wenn eine Straße oder
eine Kreuzung keine weißen
Linien (Fahrbahnmarkierungen) aufweist, indem ein Bewegungsabstand
bzw. eine Fahrtstrecke oder eine Bewegungsrichtung, die von dem
Wegstreckensensor 4 und dem geomagnetischen Sensor 2 erhalten
werden, verwendet werden.
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Die
Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelt eine Fahrtrichtung
einer Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, indem sie die durch die
erkannte Markierung gezeigte Richtung verwendet. Wenn ein Fahrspurwechsel
zu der benachbarten Fahrspur erfasst wird, wird ferner der Effekt,
dass die Fahrspur gewechselt wird, durch die Bestimmungseinheit 9f gemeldet.
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Die
Bestimmungseinheit 9f führt
einen Bestimmungsprozess aus, der bestimmt, ob die Fahrtrichtung,
die auf der von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelten
Markierung basiert, mit der routenseitigen Fahrtrichtung in Übereinstimmung mit
der von der Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b gewonnenen
Route übereinstimmt.
Wird bestimmt, dass die beiden nicht übereinstimmen, wird ein Befehl
zum Ausgeben einer Führung,
die dazu anhält, einen
Fahrspurwechsel bzw. eine Fahrspuränderung durchzuführen, an
die Zielführungseinheit 9a gesendet.
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Ferner
führt die
Bestimmungseinheit 9f den Bestimmungsprozess wiederholt
aus, wenn sie von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e den
Effekt bzw. das Ergebnis empfängt,
dass der Fahrspurwechsel erfasst worden ist. Folgender Fall wird
angenommen: Ein Anwender bzw. Fahrer wechselt absichtlich von einer
Fahrspur auf eine benachbarte Fahrspur, um einem Hindernis, wie
beispielsweise einem geparkten Fahrzeug, auszuweichen. In diesem Fall wird
bestimmt, ob die Fahrspur, auf welche das Fahrzeug gewechselt ist,
eine richtige Fahrspur in Übereinstimmung
mit der Route ist.
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Auf
den Empfang des Befehls von der Bestimmungseinheit 9f hin,
führt die
Zielführungseinheit 9a eine
Fahrspurwechselführung
aus, die dazu anhält,
einen Fahrspurwechsel zu einer Fahrspur durchzuführen, auf der das Systemfahrzeug
fahren sollte. Folglich kann das Systemfahrzeug von der Fahrspur
auf eine geeignete Fahrspur, die sich der richtigen, genau der Route
folgenden Straße
nähert, wechseln,
indem es die Fahrspur auf der Grundlage der Fahrspurwechselführung wechselt.
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Ferner
kann die Zielführungseinheit 9a einzig
melden, dass sich die Fahrspur des Systemfahrzeugs von der routenseitigen
Fahrspur unterscheidet. Ein Fahrer bzw. Insasse des Systemfahrzeugs kann
folglich erkennen, dass das Systemfahrzeug nicht auf der Fahrspur
fährt,
die sich der richtigen Straße
in Übereinstimmung
mit der Route nähert.
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Nachstehend
wird ein Zielführungsprozess des
Fahrzeugnavigationssystems 100 unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
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In
Schritt S10 wird bestimmt, ob das Systemfahrzeug einen vorgegebenen
Abstand zu einer Kreuzung mit einer Mehrzahl von Fahrspuren, einschließlich einem
Abzweigungspunkt, einem Zuführungspunkt
und einem Kreuzungspunkt, erreicht. Erfolgt eine positive Bestimmung,
schreitet der Prozess zu Schritt S20 voran. Erfolgt dagegen eine
negative Bestimmung, springt der Prozess in eine Warteschleife,
bis das Systemfahrzeug den vorgegebenen Abstand erreicht.
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In
Schritt S20 wird bestimmt, ob eine Zielführungsfunktion ausgeführt wird.
Erfolgt eine positive Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt
S30 voran. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, kehrt der Prozess
zu Schritt S10 zurück,
um die obige Ablaufsteuerung zu wiederholen.
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In
Schritt S30 wird ein Bilderkennungsprozess zum Erkennen einer auf
einer Straße
vorgesehenen Markierung ausgeführt.
In Schritt S40 wird bestimmt, ob eine Markierung erkannt wird. Erfolgt
eine positive Bestimmung, schreitet der Prozess zu Schritt S50 voran.
Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, kehrt der Prozess zu Schritt
S10 zurück,
um die obige Ablaufsteuerung zu wiederholen.
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In
Schritt S50 wird auf der Grundlage der erkannten Markierung bestimmt,
ob die Fahrspur mit der Fahrspur übereinstimmt, auf der das Systemfahrzeug
entlang der Route fahren sollte. Erfolgt eine positive Stimmung,
kehrt der Prozess zu Schritt S10 zurück, um die obige Ablaufsteuerung
zu wiederholen. Erfolgt dagegen eine negative Bestimmung, schreitet der
Prozess zu Schritt S60 voran, in welchem eine zu einem Fahrspurwechsel
anhaltende Führung
ausgegeben wird.
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Folglich
wird in dem Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Fahrtrichtung
einer Fahrspur aus einem von der in dem Systemfahrzeug installierten
Kamera 14 aufgenommenen Bild einer Markierung ermittelt;
eine Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug auf der Route von der
gegenwärtigen
Position zu dem Fahrziel fahren sollte, gewonnen; und bestimmt, ob
die Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, mit der Fahrspur übereinstimmt,
auf der das Systemfahrzeug in Übereinstimmung
mit der Route fahren sollte. Wenn bestimmt wird, dass sie nicht
mit dieser übereinstimmt,
kann ferner eine Führung
durchgeführt
werden, die dazu anhält,
von der Fahrspur auf eine Fahrspur zu wechseln (Fahrspurwechsel),
auf der das Systemfahrzeug fahren sollte. Folglich kann erkannt
werden, ob das Systemfahrzeug auf der Fahrspur fährt, die sich der richtigen
Straße
nähert. Wenn
das Systemfahrzeug auf der von der Route abweichenden Fahrspur fährt, kann
ferner ein Fahrspurwechsel zu der Fahrspur durchgeführt werden, die
sich in geeigneter Weise der Straße in Übereinstimmung mit der Route
nähert.
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(Modifikation 1)
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Bei
einer eine Mehrzahl von Fahrspuren aufweisenden Kreuzung oder dergleichen,
wie in 7 gezeigt, kommt es beispielsweise vor, dass eine Mehrzahl
von Markierungen P1, P2, mit unterschiedlichen Fahrtrichtungen auf
einer einzelnen Fahrspur angezeigt sind. Ist eine Route festgelegt,
die an der Kreuzung nach rechts abgehen soll, fährt das Systemfahrzeug auf
der äußerst rechten
Fahrspur, um sich der Kreuzung zu nähern (d.h., es nähert sich
der Kreuzung, indem auf einer richtigen Fahrspur in Übereinstimmung
mit der Route fährt).
Wird hierbei in dem Fahrzeugnavigationssystem 100 dieser
Ausführungsform
die Markierung P1 erkannt, wird bestimmt, dass das Systemfahrzeug
auf einer nicht der Route folgenden Spur fährt. Unvorteilhaft wird folglich
eine Führung,
die einen Fahrspurwechsel veranlassen soll, ausgegeben.
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Zur
Lösung
dieser in der 7 wahrgenommenen Unzweckmäßigkeit,
bei der auf einer einzelnen Fahrspur vorhandene Markierungen eine
Mehrzahl von verschiedenen Fahrtrichtungen anzeigen, bestimmt die
Bestimmungseinheit 9f letztendlich, indem sie unter den
Fahrtrichtungen, die von der Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelt
werden, die Fahrtrichtung verwendet, die näher an der Kreuzung ermittelt
wird. Demgegenüber
wird die Fahrtrichtung, die weiter von der Kreuzung entfernt ermittelt
wird, als Referenzinformation verwendet.
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Folglich
wird die Fahrtrichtung der Fahrspur, die am dichtesten an der Kreuzung
ermittelt wird, zur Bestimmung verwendet, selbst wenn eine einzelne Fahrspur
Markierungen aufweist, die eine Mehrzahl verschiedener Fahrtrichtungen
anzeigen.
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(Modifikation 2)
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In
der obigen Ausführungsform
erkennt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Markierung
auf einer Fahrspur, um dadurch eine Fahrtrichtung einer Fahrspur
zu ermitteln, auf der das Systemfahrzeug fährt. Diesbezüglich ist
es jedoch auch möglich,
Fahrzielzeichen, wie richtungsanzeigende Objekte, die an Autobahnen
oder dergleichen angeordnet sind, zu verwenden. Die Fahrzielzeichen
zeigen hierbei ein Fahrziel einer Fahrspur an.
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Bei
dieser Modifikation nimmt die Kamera 14 ein Bild eines
Fahrzielzeichens auf; erkennt die Bilderkennungseinheit 9c das
Fahrzielzeichen in dem aufgenommenen Bild; und ermittelt die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e eine
Fahrtrichtung einer Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, über das erkannten
Fahrzielzeichen. Die ermittelte Fahrtrichtung ist hierbei eine Richtung,
die gewählt
wird, wenn sich das Systemfahrzeug von der gegenwärtigen Position
dem durch das Fahrzielzeichen angezeigten Fahrziel nähert. Ferner
bestimmt die Bestimmungseinheit 9f, ob die ermittelte Fahrtrichtung
der Fahrspur mit der Fahrtrichtung übereinstimmt, auf der das Systemfahrzeug
in Übereinstimmung
mit der Route fahren sollte.
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Folglich
kann beispielsweise unter Verwendung von Fahrzielzeichen, die oft
an einer Autobahn/Schnellstraße,
wie beispielsweise einer innerstädtischen
Autobahnen/Schnellstraße
angeordnet sind, bestimmt werden, ob das Systemfahrzeug auf der
Fahrspur fährt,
die das Systemfahrzeug zu der richtigen Straße in Übereinstimmung mit der Route führt.
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Ferner
kann die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ein Fahrziel
einer Fahrspur des Systemfahrzeugs aus dem erkannten Fahrzielzeichen
bestimmen, wobei die Bestimmungseinheit 9f bestimmen kann,
ob das ermittelte Fahrziel mit dem Fahrziel (oder dem Passierungspunkt)
der Route übereinstimmt.
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(Modifikation 3)
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In
der obigen Ausführungsform
erkennt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Markierung
auf einer Fahrspur, um dadurch eine Fahrtrichtung einer Fahrspur
zu ermitteln, auf der das Systemfahrzeug fährt. Gemäß folgender Beschreibung kann
dies jedoch unterschiedlich erfolgen. Die Bilderkennungseinheit 9c erkennt
die Positionen und die Anzahl weißer Linien auf der Straße, auf
der das Systemfahrzeug fährt;
ferner erkennt die Bilderkennungseinheit 9c darauf basierend
die Anzahl von Fahrspuren auf der Straße und die Position der Fahrspur,
auf der das Systemfahrzeug fährt.
Anschließend
ermittelt die Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e darauf
basierend die Fahrtrichtung der Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug
fährt.
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D.h.,
in einem Fall, bei dem beispielsweise zwei Fahrspuren auf einer
Straße
vorhanden sind, auf der das Systemfahrzeug fährt, ist in Japan üblicherweise
die Fahrtrichtung der rechten Fahrspur die geradeaus weiter führende Richtung
und/oder die nach rechts weiterführende
Richtung, während
die Fahrtrichtung der linken Fahrspur die geradeaus weiterführende Richtung
und/oder die nach links weiterführende
Richtung ist.
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Ferner
ist in einem Fall, bei dem beispielsweise drei Fahrspuren auf einer
Straße
vorhanden sind, auf der das Systemfahrzeug fährt, in Japan üblicherweise
die Fahrtrichtung der rechten Fahrspur die geradeaus weiterführende Richtung
und/oder die nach rechts weiterführende
Richtung; die Fahrtrichtung der mittleren Fahrspur die geradeaus
weiterführende
Richtung; und die Fahrtrichtung der linken Fahrspur die geradeaus
weiterführende
Richtung und/oder die nach links weiterführende Richtung.
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Ferner
ist/sind in einem Fall, bei dem beispielsweise vier Fahrspuren auf
einer Straße
vorhanden sind, auf der das Systemfahrzeug fährt, in Japan üblicherweise
die Fahrtrichtung der äußerst rechten Fahrspur
die geradeaus weiterführende
Richtung und/oder die nach rechts weiterführende Richtung; die Fahrtrichtung
der äußerst linken
Fahrspur die geradeaus weiterführende
Richtung und/oder die nach links weiterführende Richtung; und die Fahrtrichtungen
der beiden mittleren Fahrspuren die geradeaus weiterführenden
Richtungen.
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Folglich
kann die Fahrtrichtung der Fahrspur auf der Grundlage der Anzahl
von Fahrspuren und der Position der Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug
fährt,
bestimmt werden.
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(Modifikation 4)
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In
der obigen Ausführungsform
erkennt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Markierung
auf einer Fahrspur, um dadurch eine Fahrtrichtung einer Fahrspur
zu ermit teln, auf der das Systemfahrzeug fährt. Die Fahrtrichtung der
Fahrspur kann jedoch auch ermittelt werden, indem Informationen
verwendet werden, die von außen
erhalten werden.
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Das
heißt,
es können
beispielsweise Fahrspurinformationen, einschließlich einer Fahrtrichtung einer
Fahrspur, auf der ein weiteres Fahrzeug fährt, und eine Fahrzeugregistrierungsnummer
eines weiteren Fahrzeugs, über
einen in der 1 gezeigten Mobilkommunikationsanschluss 23 erhalten
werden; ein Bild eines Nummernschildes eines vorausfahrenden Fahrzeugs
aus einem von der Kamera 14 aufgenommenen Bild erhalten
werden; ein Bilderkennungsprozess, der die Fahrzeugregistrierungsnummer
des vorausfahrenden Fahrzeugs aus dem aufgenommenen Bild erkennt,
von der Bilderkennungseinheit 9c ausgeführt werden; die Fahrspurinformationen,
einschließlich
der Fahrzeugregistrierungsnummer, die mit der erkannten Fahrzeugregistrierungsnummer übereinstimmt,
aus den Fahrspurinformationen gewonnen werden, die über den
Mobilkommunikationsanschluss 23 erhalten werden; und die
Fahrtrichtung aus den gewonnenen Fahrspurinformationen als die Fahrtrichtung
der Fahrspur ermittelt werden, auf der das Systemfahrzeug fährt.
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Folglich
kann die Fahrtrichtung der Fahrspur auf der Grundlage der Fahrspurinformationen
des vorausfahrenden Fahrzeugs, dass auf der gleichen Fahrspur wie
das Systemfahrzeug fährt,
ermittelt werden. Ferner können über den
Mobilkommunikationsanschluss 23 die Fahrspurinformationen
des Systemfahrzeugs, welche die Fahrtrichtung der Fahrspur, auf
der das Systemfahrzeug fährt,
und die Fahrzeugregistrierungsnummer des Systemfahrzeugs umfassen,
nach Außen übertragen
werden. Dies ermöglicht
es, die Fahrspurinformationen des Systemfahrzeugs zu einem nachfolgenden
Fahrzeug zu übertragen.
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(Modifikation 5)
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In
der obigen Ausführungsform
erkennt das Fahrzeugnavigationssystem 100 eine Markierung
auf einer Fahrspur, um dadurch eine Fahrtrichtung einer Fahrspur
zu bestimmen, auf der das Systemfahrzeug fährt. Die Fahrtrichtung der
Fahrspur kann jedoch auch unter Verwendung der gegenwärtigen Position des
Systemfahrzeugs, die von dem GPS-Empfänger 5 erfasst
wird, ermittelt werden.
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Genauer
gesagt, das Differential-GPS kann eine Positionserfassungsgenauigkeit
von mehreren Meter erzielen. Folglich kann die Fahrtrichtung des Systemfahrzeugs
entsprechend der gegenwärtigen Position,
die durch den GPS-Empfänger 5 erfasst wird,
aus den Straßendaten
abgerufen werden, so dass die Fahrtrichtung des Systemfahrzeugs
ermittelt werden kann. Ferner ist es vorteilhaft, das Erfassungsergebnis
des GPS-Empfängers 5 und
ein weiteres Erfassungsergebnis des geomagnetischen Sensors 2,
des Kreiselsensors 3, des Wegstreckensensors 4 oder
dergleichen zu kombinieren, so dass eine noch genauere Positionserfassung
erzielt werden kann.
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(Modifikation 6)
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In
der obigen Ausführungsform
wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird,
wenn Kanten bzw. Grenzen in dem Schwarzweißbild aufgrund einer unscharfen
Markierung oder dergleichen nicht erfasst werden können. Folglich wird
eine Fehlerkennung verhindert. Hierbei kann verhindert werden, dass
der Bilderkennungsprozess ausgeführt
wird, wenn bestimmt wird, dass es nicht möglich ist, eine Markierung
zu erkennen.
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Ist
beispielsweise eine Straßenoberfläche verschneit,
ist die Markierung auf der Straße
durch den Schnee bedeckt, und es ist folglich nicht möglich, diese
aufzunehmen bzw. zu fotografieren. Fährt das Systemfahrzeug auf
einer verkehrsreichen Straße, ist
die Markierung auf der Straße
durch das vorausfahrende Fahrzeug verborgen, und es ist folglich nicht
möglich,
diese zu fotografieren. Ist ein Hindernis oder ein fallendes Objekt
vor dem Systemfahrzeug vorhanden, ist die Markierung auf der Straße durch das
Hindernis oder das fallende Objekt verborgen, und es ist folglich
nicht möglich,
diese zu fotografieren.
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Wird
ferner der Betrieb des Scheibenwischers auf einer Windschutzscheibe
oder ein Regnen erfasst, wird angenommen, dass es regnet oder schneit.
Bei einem derart schlechten Wetter nimmt das von der Straße reflektierte
Licht zu, so dass sich die Erkennungsgenauigkeit für die auf
der Straße vorhandene
Markierung beträchtlich
verringert.
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Um
die vorstehend genannten Fälle
zu bewältigen,
können
beispielsweise Straßenoberflächeninformationen
oder Verkehrsstauinformationen über
den VICS-Empfänger 10 oder
einem speziellen Anbieter für
Verkehrsinformationen erhalten werden. Wenn die Straße entsprechend
der gegenwärtigen Position
des Systemfahrzeugs eingeschneit ist oder das Systemfahrzeug im
Stau steht, wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
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Es
kann ferner eine Radarvorrichtung 24 (1)
in dem Systemfahrzeug vorgesehen werden, die Funkwellen oder Laserlichtwellen
oder eine Millimeterwelle verwendet. Wenn die Radarvorrichtung 24 ein
vor dem Systemfahrzeug befindliches Hindernis erfasst, das die Markierung über schneidet,
wird verhindert, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
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In
dem Systemfahrzeug kann ferner ein Sensor 21 (1),
der den Betrieb des Scheibenwischers an einer Windschutzscheibe
erfasst, oder ein Regensensor 22 (1), der
ein Regnen auf das Systemfahrzeug erfasst, vorgesehen werden. Wenn diese
Sensoren 21, 22 den Betrieb des Scheibenwischers
an einer Windschutzscheibe oder das Regnen erfassen, wird verhindert,
dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
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Folglich
kann verhindert werden, dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird,
wenn bestimmt wird, dass eine Markierung nicht erkannt werden kann.
Es kann dadurch die Fehlerkennung einer Markierung verhindert werden.
Die Modifikation 6 kann hierbei auf die Modifikationen 1, 2 angewandt werden.
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(Modifikation 7)
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Das
Fahrzeugnavigationssystem 100 kann sämtliche Strukturen der obigen
Ausführungsform und
der Modifikationen 2 bis 5 beinhalten. Ferner kann die Fahrtrichtung
der Fahrspur in einer übergreifenden
Weise auf der Grundlage von wenigstens zwei Ermittlungsergebnissen
der Fahrtrichtungsermittlungseinheiten 9e der obigen Ausführungsform und
Modifikationen 2 bis 5 bestimmt werden. Dies ermöglicht es, dass die Fahrtrichtung
der Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, genau ermittelt werden
kann.
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Ferner
kann die Modifikation 6 in der Modifikation 7 beinhaltet sein. Ferner
kann die Fahrtrichtung der Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug
fährt, ermittelt
werden, indem wenigstens eine der Fahrtrichtungsbestimmungsein heiten 9e der
Modifikationen 4, 5 verwendet wird, wenn der Bilderkennungsprozess,
der Markierungen, Fahrzielzeichen oder weiße Linien erkennt, nicht ausgeführt werden
kann bzw. die Ausführung
verhindert wird.
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Gemäß obiger
Beschreibung kann die Fahrtrichtung der Fahrspur, auf der das Systemfahrzeug fährt, ermittelt
werden, indem die Spurinformationen eines vorausfahrenden Fahrzeugs
verwendet werden, oder indem das Ergebnis der Referenz zu den Straßendaten
bezüglich
der Fahrtrichtung der Fahrspur der Straße entsprechend der gegenwärtigen Position
des Systemfahrzeugs verwendet wird, selbst wenn verhindert wird,
dass der Bilderkennungsprozess ausgeführt wird.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsform
offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von dieser zu ermöglichen,
sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene
Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie
alle möglichen
Ausführungsformen
und Modifikationen zu der gezeigten Ausführungsform beinhaltet, die
realisiert werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
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Vorstehend
wurde ein Fahrzeugnavigationssystem offenbart.
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Eine
Fahrtrichtungsermittlungseinheit 9e ermittelt eine Fahrtrichtung
einer Fahrspur, auf der ein Systemfahrzeug fährt, indem es ein Bild einer
Markierung verwendet, das von einer in dem Systemfahrzeug installierten
Kamera 14 aufgenommen wurde. Demgegenüber gewinnt eine Fahrtrichtungsgewinnungseinheit 9b eine
Fahrtrichtung, in welche das Systemfahrzeug in Übereinstimmung mit eine Route von
der gegenwärtigen
Position des Systemfahrzeugs zu einem Fahrziel fahren sollte. Ferner
bestimmt eine Bestimmungseinheit 9f, ob die gewonnene Fahrtrichtung
in Übereinstimmung
mit der Route mit der ermittelten Fahrtrichtung übereinstimmt. Es wird folglich
bestimmt, ob das Systemfahrzeug in Richtung einer richtigen Straße fährt.