DE102005035205B3

DE102005035205B3 - Verfahren, System, sowie Steuereinheit zur Navigation eines Fahrzeugs in einem Straßennetz

Info

Publication number: DE102005035205B3
Application number: DE102005035205A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. Mathias
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: DE502006004879D1; WO2007012566A3; EP1908039B1; ATE443309T1; WO2007012566A2; EP1908039A2

Abstract

Die Erfindung betrifft die Navigtion eines Fahreugs 1 in einem Straßennetz 2 mit wenigstens einer Kreuzung 3, an der mindestens drei Straßen 4 zusammentreffen. Der Kreuzung 3 ist dabei eine erste Kommunikationseinheit 5 und dem Fahrzeug 1 eine zweite Kommunikationseinheit 6 zugeordnet, und bei Annäherung des Fahrzeugs 1 an die Kreuzung 3 übermittelt die der Kreuzung 3 zugeordneten erste Kommunikationseinheit 5 der dem Fahrzeug 1 zugeordneten zweite Kommunikationseinheit 6 eine Abbiegeempfehlung 9. Dabei ist die Abbiegeempfehlung 9 in Abhängigkeit eines Zieles 8 im Straßennetz 2 und in Abhängigkeit der Straße 4, auf der sich das Fahrzeug 1 der Kreuzung 3 nähert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Navigation eines Fahrzeugs in einem Straßennetz. Die Erfindung. betrifft weiterhin eine Steuereinheit zur Navigation eines Fahrzeugs in einem Straßennetz.

Fahrerassistenzsysteme zur Navigation eines Fahrzeuges sind bereits weit verbreitet und gehören heutzutage auch zur Serienausstattung neuer Kraftfahrzeuge. Dabei bedienen sich die Fahrerassistenzsysteme, insbesondere die Navigationssysteme, einer meist satellitengestützten Einheit zur Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs und einer weiteren datenbankgestützten Einheit zur Erstellung einer Route an ein gewünschtes Ziel. Die satellitengestützte Positionsbestimmung ist dabei so genau, dass sowohl zwischen nah aneinander liegenden Straßeneinmündungen als auch zwischen jeweiligen Straßenseiten unterschieden werden kann. Die datenbankgestützte Einheit umfasst dabei eine mehr oder weniger aktuelle digitale Straßenkarte, die in Verbindung mit der aktuellen Position und den Informationen bezüglich meist statischer Beschränkungen im Straßennetz, wie etwa Durchfahrtssperrungen oder Einbahnregelungen, eine Route zu einem gegebenen Ziel ermittelt. Gerade in Ballungsräumen ändern sich jedoch die straßenverkehrsrechtlichen Regelungen laufend kurz- bis mittelfristig. Oft kommt es daher zu einer ermittelten Route, der im wahren Straßennetz gar nicht mehr gefolgt werden kann. Eine Aktualisierung der Datenbank über beispielsweise austauschbare Massendatenspeicher, wie z. B. eine CD-ROM, ist also nötig.

Moderne Elektronik und Verfahrenstechnik findet jedoch nicht nur hinsichtlich der individuellen Routenplanung für einen Verkehrsteilnehmer in einem Straßennetz ihren Einsatz, sondern ist auch von behördlicher Seite bezüglich der Planung und der Überwachung des Verkehrsflusses in einem Straßennetz von höchstem Interesse. Dabei hat man bereits begonnen, für die großen Ballungsräume so genannte Verkehrsmanagementzentralen einzurichten. An diesen computergestützten Zentralen läuft eine Fülle an aktuellen Messwerten des jeweiligen Straßennetzes zusammen, und es wird sowohl der aktuelle Belastungstand des gesamten Straßennetzes als auch eine Prognose des zu erwartenden Belastungsstandes für verschiedenen Vorhersagezeiten errechnet. Die Messwerte werden dabei durch eine begrenzte Anzahl von Sensoren, wie etwa in der Straße eingelassener Induktionsschleifen oder Infrarot-Bewegungsmelder, erfasst, und in der Verkehrsmanagementzentrale auf das gesamte Straßennetz hochgerechnet. Diese Erfassung des Belastungszustandes eines Straßennetzes dient jedoch den Behörden nicht nur zur Planung zukünftiger Veränderungen im Straßennetz, sondern bei Kenntnis des aktuellen Belastungsstandes und insbesondere bei Kenntnis einer Prognose eines Belastungsstandes kann von der Verkehrsmanagementzentrale der Verkehrsfluss im Straßennetz vorteilhaft im Sinne eines möglichst reibungslosen Verkehrsflusses geregelt werden. Eine zentrale Rolle spielen dabei Lichtsignalanlagen-Steuereinheiten, kurz LSA-SE, deren Steuerprogramme, also der zeitliche Ablauf der jeweiligen Rot- bzw. Grünphasen, an den aktuellen Belastungsstand angepasst werden kann.

Vielerorts können jedoch nicht nur Steuerprogramme der LSA-SE kurzfristig modifiziert werden, sondern auch eine direktionale Kapazität mehrspuriger Straßen durch eine dynamische Mehrbahnregelung an das aktuelle Verkehrsaufkommen angepasst werden. Diese Veränderungen wirken jedoch nicht auf alle Ver kehrsteilnehmer im Straßennetz, da nur Verkehrsteilnehmer, die sich bereits auf der entsprechenden Straße bzw. die sich der entsprechenden Kreuzung nähern, von der Kapazitätserhöhung direkt profitieren. Verkehrsteilnehmer auf äquivalenten oder parallelen Routen bleiben davon in großem Maße unberührt, und verursachen so oft eine Überlastung von Teilbereichen des Straßennetzes, deren Kapazität begrenzt ist und nicht erweitert werden kann.

Aus der Offenlegungsschrift DE 302 27 61 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem ein Fahrzeug mit in einem Straßennetz verteilten Sende-/Empfangsstationen kommuniziert, wobei das Fahrzeug der Station ein Fahrtziel mitteilt, woraufhin die Station dem Fahrzeug eine Fahranweisung übermittelt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Navigation eines Fahrzeuges in einem Straßennetz zur Verfügung zu stellen, die den allgemeinen Zustand und den aktuellen Belastungszustand des Straßennetzes berücksichtigt, und somit dem Verkehrsteilnehmer eine möglichst vorteilhafte Route bereitstellen kann. Gleichzeitig ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der Verkehrsmanagementzentrale zu ermöglichen, die individuellen Verkehrsteilnehmer im Sinne einer möglichst kapazitätskonformen Verteilung des Gesamtverkehrsaufkommens auf das Straßennetz zu verteilen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1, das System nach Anspruch 6, sowie durch die Steuereinheit nach Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Navigation eines Fahrzeuges in einem Straßen netz vorgesehen, das bei Annäherung des Fahrzeuges an eine Kreuzung dem Fahrzeug eine Abbiegeempfehlung übermittelt. Diese Abbiegeempfehlung hängt von der Straße, auf der sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, und vom jeweiligen Ziel im Straßennetz ab. Die Abbiegeempfehlung wird von einer ersten Kommunikationseinheit, die der Kreuzung zugeordnet ist, an eine zweite Kommunikationseinheit, die dem Fahrzeug zugeord net ist, übermittelt. An einer Kreuzung des Straßennetzes treffen im Sinne der vorliegenden Erfindung mindestens drei Straßen zusammen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das Fahrzeug dynamisch an das Ziel im Straßennetz geleitet werden kann. Die Leitung des Fahrzeugs reduziert sich dabei auf lediglich eine Abbiegeempfehlung, die dem Fahrzeuglenker nur die relevante Information, ob beispielsweise links oder rechts abgebogen, oder ob geradeaus weitergefahren werden soll, zur Verfügung stellt. An der Kreuzung selbst muss dabei keine umständliche Routenplanung erfolgen, und es genügt, für jedes Ziel im Straßennetz mindestens eine Abbiegeempfehlung vorzuhalten. Die technische Realisierung kann somit mit einem Minimum an Informationsmenge pro Ziel in Form nur eines Bytes auskommen, da die Möglichkeiten an einer Kreuzung weiterzufahren begrenzt sind. Selbst wenn das eigentliche Ziel des Fahrzeugs außerhalb des Straßennetzes liegt, lässt sich mit diesem Verfahren eine zuverlässige Navigation des Fahrzeugs durchführen, indem man im Sinne des eigentlichen Ziels Ziele im Straßennetz definiert, an denen das Straßennetz zweckmäßigerweise verlassen wird.

Des Weiteren kann im Fahrzeug ein Assistenzsystem vorgesehen sein, das eine Position des Fahrzeugs und eine Route an ein gegebenes Ziel bestimmt. Dieses Assistenzsystem kann mit Hilfe der empfangenen Abbiegeempfehlung laufend die Route aktualisieren. Somit ist zunächst eine kontinuierliche Navigation des Fahrzeugs, also auch außerhalb des Straßennetzes und auch fernab von einer Kreuzung, die eine Kommunikationseinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung aufweist, gewährleistet. Darüber hinaus kann das dass Fahrzeug dynamisch in möglichst vorteilhafter Weise durch das Straßennetz gelenkt werden und das Assistenzsystem kann Zusatzinformationen, wie etwa die geschätzte Ankunftszeit, laufend neu berechnen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, werden die Abbiegeempfehlungen in Form einer Routing-Tabelle an der Kreuzung bereitgestellt. Diese Routing-Tabelle enthält für jedes Ziel im Straßennetz und für jede Straße, auf der sich ein Fahrzeug der Kreuzung nähern kann, mindestens eine Abbiegeempfehlung. Diese vorteilhafte Art der Informationsbereitstellung ermöglicht die Leitung des Fahrzeugs mit einem minimalen Rechenaufwand, und es genügen wenige Bytes, die über die erste und zweite Kommunikationseinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgetauscht werden müssen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist der ersten Kommunikationseinheit der Kreuzung eine Speichereinheit zugeordnet, in der die Routing-Tabelle abgespeichert wird. Die erforderlichen Daten liegen daher bereits am Ort und zum Zeitpunkt von dem bzw. an dem die Information versendet werden soll vor. Es entfällt somit eine zeitkritische Anforderung bzw. Übersendung von Daten innerhalb des Straßennetzes, wobei die kritische Zeit, in der die entsprechende Information an der Kreuzung vorliegen muss, durch den Zeitrahmen, in dem sich das Fahrzeug im Bereich der Kreuzung befindet, vorgegeben ist.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Routing-Tabelle für ein Ziel im Straßennetz mindestens zwei Abbiegeempfehlungen mit jeweils einem Gewichtungsfaktor zuordnet. Damit lässt sich prinzipiell das gesamte Verkehrsaufkommen an ein gewisses Ziel aufteilen. Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist dabei der ersten Kommunikationseinheit eine Zähleinheit zugeordnet, die die übermittelten Abbiege empfehlungen für ein Ziel im Straßennetz zählt. Der ersten Kommunikationseinheit ist des Weiteren eine Entscheidungseinheit zugeordnet, die in Abhängigkeit der bereits übermittelten Abbiegeempfehlungen für ein Ziel im Straßennetz und in Abhängigkeit der Gewichtungsfaktoren der Abbiegeempfehlungen für das entsprechende Ziel im Straßennetz eine nächste Abbiegeempfehlung bestimmt. Soll beispielsweise die Hälfte des Verkehrsaufkommens an ein gewisses Ziel im Straßennetz geradeaus geführt werden, und die andere Hälfte über eine äquivalente Route durch Abbiegen nach Rechts an der Kreuzung geführt werden, so würde der entsprechende Eintrag in der Routing-Tabelle für die Abbiegeempfehlung geradeaus und für die Abbiegeempfehlung rechts jeweils einen Faktor von 0,5 aufweisen. Die Entscheidungseinheit kann dann zusammen mit der Zähleinheit bestimmen, ob das nächste Fahrzeug geradeaus oder rechtsherum geführt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist im Straßennetz eine Verkehrsmanagementzentrale vorgesehen. Die Verkehrsmanagementzentrale erzeugt dabei für eine Kreuzung im Straßennetz eine Routing-Tabelle, und übermittelt diese an die Kreuzung. Es ist somit möglich, die Routing-Tabellen zentral zu erstellen und an alle Kreuzungen zu verteilen. Ferner kann von zentraler Stelle aus Einfluss auf die Routing-Tabellen genommen werden. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Verkehrsmanagementzentrale den aktuellen Belastungszustand des Straßennetzes berücksichtigt und dementsprechend laufend aktualisierte Routing-Tabellen für wenigstens eine Kreuzung des Straßennetzes erstellt. Das Verfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung ermöglicht daher die Führung der Fahrzeuge innerhalb eines Straßennetzes hinsichtlich des aktuellen Belastungszustands. Die Kapazitäten des Straßennetzes können somit optimal verteilt und ausgenutzt werden. Auch vorübergehende Änderungen im Straßennetz, die unabhängig vom Belastungszustand sind. Beispielsweise temporäre Veränderungen der Fahrtrich tung bei mehrspurigen Straßen oder Baustellen können berücksichtigt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Navigationssystem für ein Fahrzeug in einem Straßennetz vorgesehen. Das Straßennetz umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung mindestens eine Kreuzung, an der mindestens drei Straßen zusammentreffen. Bei Annäherung des Fahrzeugs an eine Kreuzung des Straßennetzes wird eine Abbiegeempfehlung in Abhängigkeit der Straße, auf der sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, und in Abhängigkeit des Ziels im Straßennetz übermittelt. Diese Abbiegeempfehlung wird von einer ersten Kommunikationseinheit, die an einer Kreuzung vorgesehen ist, an eine zweite Kommunikationseinheit, die im Fahrzeug vorgesehen ist, übermittelt. Das erfindungsgemäße Navigationssystem kann somit das Fahrzeug an das entsprechende Ziel im Straßennetz führen. Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist dabei ein Assistenzsystem auf, das eine Position des Fahrzeugs und eine Route an ein angegebenes Ziel im Straßennetz ermittelt, und der Route an die von der ersten Kommunikationseinheit empfangenen Abbiegeempfehlung anpasst. Das Navigationssystem kann das Fahrzeug somit sowohl an Kreuzungen des Straßennetzes, an denen keine Kommunikationseinheit vorgesehen ist, als auch außerhalb des Straßennetzes zuverlässig führen. Es ist ferner vorgesehen, dass die Abbiegeempfehlungen für eine Kreuzung des Straßennetzes in einer Routing-Tabelle bereitgestellt werden. Diese Routing-Tabelle umfasst für jede Straße, die auf eine Kreuzung zuläuft, und für jedes Ziel im Straßennetz mindestens eine Abbiegeempfehlung. Weist die Routing-Tabelle für ein Ziel im Straßennetz und für eine Straße, die auf eine Kreuzung zuläuft, mehr als eine Abbiegeempfehlung auf, so können den Abbiegeempfehlungen zusätzlich Gewichtungsfaktoren zugeordnet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung, lässt sich somit der gesamte Verkehrsfluss zu einem bestimmten Ziel auf mehrere äquivalente Routen verteilen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist die erste Kommunikationseinheit an der Kreuzung eine Speichereinheit auf, die die Routing-Tabelle abspeichert. Die erforderlichen Daten der Abbiegeempfehlungen liegen somit bereits am Ort bzw. zum Zeitpunkt vor von dem bzw, an dem sie an das Fahrzeug übermittelt werden sollen. Es entfällt ein zeitkritisches Abrufen der Abbiegeempfehlung durch die entsprechende erste Kommunikationseinheit.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, weist die erste Kommunikationseinheit eine Zähleinheit auf, die ausgelegt ist, die übermittelten Abbiegeempfehlungen für ein Ziel im Straßennetz zu zählen. Ferner weist die erste Kommunikationseinheit eine Entscheidungseinheit auf, die ausgelegt ist, in Abhängigkeit der Anzahl der bereits übermittelten Abbiegeempfehlungen an ein Ziel im Straßennetz und in Abhängigkeit der Gewichtungsfaktoren der Abbiegeempfehlungen für dasselbe Ziel im Straßennetz eine nächste Abbiegeempfehlung zu bestimmen. Das Navigationssystem ist somit in der Lage, den gesamten Verkehrsfluss an ein bestimmtes Ziel im Straßennetz im Sinne der Gewichtungsfaktoren zu verteilen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Verkehrsmanagementzentrale vorgesehen, die ausgelegt ist, die Routing-Tabelle für eine Kreuzung des Straßennetzes zu erstellen. Die Verkehrsmanagementzentrale übermittelt die entsprechende Routing-Tabelle an die erste Kommunikationseinheit der Kreuzung. Somit können in vorteil hafter Weise die Routing-Tabellen zentral erstellt und verteilt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, berücksichtigt die Verkehrsmanagementzentrale den aktu ellen Belastungsstand des Straßennetzes und erstellt laufend aktualisierte Routing-Tabellen für wenigstens eine Kreuzung des Straßennetzes. Die Fahrzeuge können somit im Sinne einer optimalen Verteilung und im Sinne einer optimalen Ausschöpfung der Kapazitäten des Straßennetzes gelenkt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sind die erste und die zweite Kommunikationseinheit an der Kreuzung bzw. im Fahrzeug als ein drahtloses lokales Netzwerk, engl. WLAN (Wireless Local Area Network), ausgebildet. Somit lässt sich die Kommunikation zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationseinheit durch das Zurückgreifen auf bereits weitgehend etablierte und preisgünstige Komponenten realisieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinheit für eine Lichtsignalanlage an einer Kreuzung eines Straßennetzes vorgesehen. An einer Kreuzung im Sinne der vorliegenden Erfindung treffen wenigstens drei Straßen des Straßennetzes zusammen. Die Steuereinheit weist dabei eine Speichereinheit auf, die ausgelegt ist, eine Routing-Tabelle zu speichern. Diese Routing-Tabelle enthält für ein Ziel im Straßennetz und für eine Straße, die auf die Kreuzung zuläuft, wenigstens eine Abbiegeempfehlung. Ferner weist die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit auf, die ausgelegt ist, einem Fahrzeug die Abbiegeempfehlung aus der Routing-Tabelle in Abhängigkeit des Ziels im Straßennetz und in Abhängigkeit der Straße, auf der sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, zu übertragen. Der Vorteil dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht in der optimalen Ausnutzung und Kombination bereits vorhandener Komponenten.

Viele Straßennetze, gerade die von Ballungsräumen, weisen bereits einen durch eine Verkehrsmanagementzentrale zentral gesteuerten Verkehrsfluss auf. Die Steuerprogramme der Licht signalanlagen-Steuereinheiten werden dabei von der Verkehrsmanagementzentrale im Sinne einer optimalen und bedarfsgerechten Steuerung des Verkehrsflusses laufend angepasst. Es existiert somit vielerorts bereits eine entsprechende Infrastruktur zur Kommunikation zwischen den üblicherweise an Kreuzungen angeordneten Lichtsignalanlagen und einer zentralen Verkehrsmanagementzentrale. Durch die erfindungsgemäße Erweiterung der Lichtsignalanlage-Steuereinheit können die Informationen der Verkehrsmanagementzentrale durch minimale Erweiterung der bereits bestehenden Anlagen an die Fahrzeuge weitergegeben werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Kommunikationseinheit der Steuereinheit, als ein drahtloses, lokales Netzwerk, engl. WLAN (Wireless Local Area Network), ausgebildet ist. Diese vorteilhafte Ausführungsform ermöglicht eine technische Realisierung unter Zurückgreifen auf bereits weitgehend etablierte und preisgünstige Komponenten.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Fahrzeug, das sich an eine Kreuzung in einem Straßennetz nähert, und eine Abbiegeempfehlung an das Fahrzeug übermittelt wird;
2 ein Fahrzeug, das sich an eine Kreuzung nähert und eine Abbiegeempfehlung aus einer Routing-Tabelle an das Fahrzeug übermittelt wird;
3 ein Straßennetz mit einer Verkehrsmanagementzentrale von der die Abbiegeempfehlungen erstellt werden, und an ein Fahrzeug an einer Kreuzung übermittelt werden.
In 1 ist das erfindungsgemäße Navigationssystem und das Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeuges in einem Straßen netz detailliert dargestellt. Dabei weist ein Straßennetz 2 eine Kreuzung 3 auf, an der, wie hier gezeigt, vier Straßen 4, wenigstens jedoch drei Straßen, zusammentreffen. Ein Fahrzeug 1 nähert sich auf einer der Straßen 4 der Kreuzung 3. An der Kreuzung 3 ist eine erste Kommunikationseinheit 5 angeordnet, und im Fahrzeug 1 eine zweite Kommunikationseinheit 6. Beim Annähern des Fahrzeugs 1 an die Kreuzung 3 wird über eine Kommunikation 7 zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationseinheit 5 bzw. 6 ein Ziel 8 im Straßennetz übertragen. Die erste Kommunikationseinheit 5 übermittelt daraufhin eine Abbiegeempfehlung 9 an die zweite Kommunikationseinheit 6 des Fahrzeuges 1. Die Abbiegeempfehlung umfasst dabei alle Möglichkeiten, die hinsichtlich des Weiterfahrens an der Kreuzung 3 für das Fahrzeug 1 bestehen, geradeaus weiterfahren mit eingeschlossen.
Die Verbindung 7 zwischen der ersten Kommunikationseinheit 5 und der zweiten Kommunikationseinheit 6 kann dabei zweckmäßigerweise als ein drahtloses lokales Netzwerk, engl. WLAN (Wireless Local Area Network), ausgeführt sein. Somit lässt sich die Vorrichtung nicht nur preisgünstig mit bereits etablierten Komponenten realisieren, sondern es ist auch eine Begrenzung der Reichweite auf den Bereich einer Kreuzung 3 möglich. Des Weiteren kann die Kommunikation 7 über Frequenzen eines bereits zugelassenen und etablierten Frequenzbandes erfolgen. Die begrenzte Reichweite der drahtlosen Verbindung 7 ist von zentraler Bedeutung, da sich gerade in urbanen Ballungszentren mehrere Kreuzungen in unmittelbarer Nähe befinden. Darüber hinaus kann die begrenzte Reichweite auch dahingehend ausgenutzt werden, dass die Straße, auf der sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, durch eine in einem gewissen Sinne direktionale Bündelung der Kommunikation 7 ermittelt wird. Denkbar ist dabei für jede Straße, die auf die Kreuzung zuläuft, eine einzelne Richtantenne (nicht gezeigt) auszufüh ren, und somit der ersten Kommunikationseinheit 5 direkt mitteilen zu können, von welcher Straße 4 sich das Fahrzeug 1 der Kreuzung 3 nähert. Jedoch kann auch durch bereits etablierte und in vielen Fahrzeugen bereits serienmäßig eingebaute satelliten- und datengestützte Assistenzsysteme die Straße, auf der sich das Fahrzeug 1 der Kreuzung 3 nähert, ermittelt werden und so der Kommunikationseinheit 5 mitgeteilt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich das Fahrzeug 1 an einer Kreuzung 3 in einem Straßennetz 3 befindet, das keine Kommunikationseinheit 5 aufweist, und das Fahrzeug auf eine Führung durch das Assistenzsystem angewiesen ist. Ferner lässt sich das Fahrzeug so auch gänzlich außerhalb des Straßennetzes 2 leiten. Empfangene Abbiegeempfehlungen 9 werden dabei durch das Assistenzsystem berücksichtigt, und es kann intern laufend eine aktuelle Route bestimmt werden, mit der Möglichkeit, auch Zusatzinformationen für den Fahrzeuglenker zu errechnen, wie etwa der geschätzten Ankunftszeit.
In 2 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Kommunikationseinheit 5 im Sinne der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei umfasst die erste Kommunikationseinheit 5 an einer Kreuzung 3 in einem Straßennetz 2 eine Sende- und Empfangseinheit 51, die über eine Kommunikation 7 mit einer zweiten Kommunikationseinheit 6 in einem Fahrzeug 1 Daten austauscht. Zunächst wird von einem Fahrzeug 1, das sich auf einer Straße 4 der Kreuzung 3 nähert, ein Ziel 8 im Straßennetz über die Kommunikationseinheit 6 an die Kommunikationseinheit 5 übertragen. Die Sende- und Empfangseinheit 51 gibt das Ziel 8 und die Straße 4, auf der sich das Fahrzeug 1 der Kreuzung 3 nähert, an eine Entscheidungseinheit 52 weiter. Die Entscheidungseinheit 52 ermittelt aus einer Routing-Tabelle 55, die in einer Speichereinheit 54 abgespeichert ist, die entsprechenden Abbiegeempfehlungen. Liefert die Speichereinheit 54 mehr als eine Abbiegeempfehlung, so wird zunächst aus einer Zähleinheit 53 ermittelt, wie oft eine einzelne Abbiegeempfehlung bereits gegeben wurde. Anhand der Gewichtungsfaktoren, die die Routing-Tabelle 55 für die Abbiegeempfehlungen bereitstellt, und anhand der Zählerstände der Zähleinheit 53 ermittelt die Entscheidungseinheit 52 eine neue Abbiegeempfehlung. Diese Abbiegeempfehlung wird an die Sende- und Empfangseinheit 51 weitergegeben, die sie über die Kommunikation 7 an die zweite Kommunikationseinheit 6 in einem Fahrzeug 1 weitergibt. Die Entscheidungseinheit 52 registriert die gegebene Abbiegeempfehlung, die durch die Sende- und Empfangseinheit 51 an das Fahrzeug 1 übermittelt wurde, in der Zähleinheit 53. Somit kann der gesamte Verkehrsfluss an ein bestimmtes Ziel 8 in einem Straßennetz 2 auf mehrere äquivalente Routen verteilt werden.
In 3 ist ein Straßennetz 2 mit Straßen 4 dargestellt, das eine Verkehrsmanagementzentrale 10 aufweist. Die Verkehrsmanagementzentrale 10 erhält von im Straßennetz 2 verteilten Sensoren 101 Messdaten bezüglich der aktuellen Benutzung der Straßen 4. Die Sensoren 101 können beispielsweise als Induktionsschleifen in der Fahrbahnoberfläche der Straßen 4, oder auch als optische Bewegungsmelder ausgeführt sein. Darüber hinaus lassen sich der Verkehrsmanagementzentrale 10 auch über weitere elektronische, optische oder manuelle Kanälen Messdaten zuführen. Eine Einheit 102 berechnet anhand der zur Verfügung gestellten Messdaten einen aktuellen Belastungszustand und eine Prognose des zukünftigen Belastungszustands des Straßennetzes 2. Bei der Errechnung des Belastungszustandes werden direkt oder indirekt auch von einer weiteren Einheit 103 für Kreuzungen 3 im Straßennetz 2 Routing-Tabellen 55 erstellt. Diese Routing-Tabellen 55 enthalten jeweils für eine Kreuzung 3 Abbiegeempfehlungen in Abhängigkeit der Straße 4, auf der sich ein Fahrzeug 1 der Kreuzung 3 nähern kann, und in Abhängigkeit des Ziels 8 im Stra ßennetz 2. Die Verkehrsmanagementzentrale 10 berücksichtigt bei Erstellung der Routing-Tabellen 55 den aktuellen Belastungszustand des Straßennetzes 2 im Sinne einer möglichst optimalen Verteilung des gesamten Verkehrsaufkommens auf die entsprechenden Kapazitäten der Straßen 4 des Straßennetzes 2. Es fließen nicht nur aktuelle Messdaten von den Sensoren 101, sondern auch Erfahrungswerte für das Straßennetz 2 und temporäre Veränderungen darin, in die Erstellung der Routing-Tabellen 55 mit ein. Die Verkehrsmanagementzentrale 10 leitet daraufhin eine aktuelle Routing-Tabelle 55 an eine erste Kommunikationseinheit 5 weiter, die der entsprechenden Kreuzung 3 zugeordnet ist. Wie im Sinne der bereits beschriebenen 1 und 2, kann somit einem Fahrzeug 1, dass sich auf einer Straße 4 der Kreuzung 3 nähert, eine aktuelle und optimale Abbiegeempfehlung 9 über eine Kommunikation 7 an eine zweite Kommunikationseinheit 6 in einem Fahrzeug 1 weitergegeben werden. Das Navigationssystem im Sinne der vorliegenden Erfindung, erlaubt somit eine optimale Leitung des Fahrzeugs 1 an ein Ziel 8 im Straßennetz 2 und gleichzeitig die Steuerung des Verkehrsflusses im Sinne einer optimalen Ausnutzug der Kapazitäten des Straßennetzes 2 durch die Verkehrsmanagementzentrale 10.

Claims

Verfahren zur Navigation (1) eines Fahrzeugs in einem Straßennetz (2) mit wenigstens einer Kreuzung (3), an der mindestens drei Straßen (4) zusammentreffen, wobei der Kreuzung (3) eine erste Kommunikationseinheit (5) und dem Fahrzeug (1) eine zweite Kommunikationseinheit (6) zugeordnet ist, wobei bei Annäherung des Fahrzeugs (1) an die Kreuzung (3) die dem Fahrzeug (1) zugeordnete zweite Kommunikationseinheit (6) der der Kreuzung (3) zugeordneten ersten Kommunikationseinheit (5) ein Ziel (8) im Straßennetz (2) übermittelt und die erste Kommunikationseinheit (5) eine Abbiegeempfehlung (9) an die zweite Kommunikationseinheit (6) in Abhängigkeit der Straße (4), auf der sich das Fahrzeug (1) der Kreuzung (3) nähert, und in Abhängigkeit des Ziels (8) im Straßennetz (2) übermittelt, und wobei die Abbiegeempfehlungen (9) in einer Routing-Tabelle (55) bereitgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Routing-Tabelle (55) für jede Straße (4), die auf die Kreuzung (3) zuläuft, und für jedes Ziel (8) im Straßennetz (2) mindestens zwei Abbiegeempfehlungen (9) mit jeweils einem Gewichtungsfaktor umfasst, und dass der ersten Kommunikationseinheit (5) eine Zähleinheit (53) zugeordnet ist, die die übermittelten Abbiegeempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) zählt, und ferner der ersten Kommunikationseinheit (5) eine Entscheidungseinheit (52) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit der Anzahl der bereits übermittelten Abbiegempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) und der Gewichtungsfaktoren der Abbiegeempfehlungen (9) für das selbe Ziel (8) im Straßennetz (2) eine nächste Abbiegeempfehlung (9) bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Assistenzsystem im Fahrzeug (1) vorgesehen ist, das eine Position des Fahrzeugs (1) und eine Route bestimmt, wobei das Assistenzsystem die von der ersten Kommunikationseinheit (5) empfangene Abbiegeempfehlung (9) für eine aktualisierte Route berücksichtigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der ersten Kommunikationseinheit (5) eine Speichereinheit (54) zugeordnet ist, und die Routing-Tabelle (55) in der Speichereinheit (54) abgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verkehrsmanagementzentrale (10) des Straßennetzes (2) vorgesehen ist, und wobei die Verkehrsmanagementzentrale (10) die Routing-Tabelle (55) für eine Kreuzung (3) des Straßennetzes (2) erstellt und die entsprechende Routing-Tabelle (55) an die der Kreuzung (3) zugeordnete erste Kommunikationseinheit (5) übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Verkehrsmanagementzentrale (10) den aktuellen Belastungszustand des Straßennetzes (2) berücksichtigt und laufend aktualisierte Routing-Tabellen (55) für wenigstens eine Kreuzung (3) des Straßennetzes (2) erstellt.
Navigationssystem für ein Fahrzeug (1) in einem Straßennetz (2) mit wenigstens einer Kreuzung (3), an der mindestens drei Straßen (4) zusammentreffen, wobei an der Kreuzung (3) eine erste Kommunikationseinheit (5) und im Fahrzeug (1) eine zweite Kommunikationseinheit (6) angeordnet ist, wobei bei Annäherung des Fahrzeugs (1) an die Kreuzung (3) die im Fahrzeug (1) angeordnete zweite Kommunikationseinheit (6) der an der Kreuzung (3) angeordneten ersten Kommunikationseinheit (5) ein Ziel (8) im Straßennetz (2) übermittelt und die erste Kommunikationseinheit (5) eine Abbiegeempfehlung (9) an die zweite Kommunikationseinheit (6) in Abhängigkeit der Straße (4), auf der sich das Fahrzeug (1) der Kreuzung (3) nähert, und in Abhängigkeit des Ziels (8) im Straßennetz (2) übermittelt, und wobei die Abbiegeempfehlungen (9) in einer Routing-Tabelle (55) bereitgestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Routing-Tabelle (55) für jede Straße (4), die auf die Kreuzung (3) zuläuft, und für jedes Ziel (8) im Straßennetz (2) mindestens zwei Abbiegeempfehlungen (9) mit jeweils einem Gewichtungsfaktor umfasst, und dass die erste Kommunikationseinheit (5) eine Zähleinheit (53) aufweist, die ausgelegt ist, die übermittelten Abbiegeempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) zu zählen, und ferner die erste Kommunikationseinheit (5) eine Entscheidungseinheit (52) aufweist, die ausgelegt ist, in Abhängigkeit der Anzahl der bereits übermittelten Abbiegempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) und in Abhängigkeit der Gewichtungsfaktoren der Abbiegeempfehlungen (9) für das selbe Ziel (8) im Straßennetz (2) eine nächste Abbiegeempfehlung (9) zu bestimmen.
Navigationssystem nach Anspruch 6, wobei ein Assistenzsystem vorgesehen ist, das ausgelegt ist, eine Position des Fahrzeugs (1) und eine Route zu bestimmen und die Route an die von der ersten Kommunikationseinheit (5) empfangene Abbiegeempfehlung (9) anpasst.
Navigationssystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste Kommunikationseinheit (5) eine Speichereinheit (54) aufweist, die die Routing-Tabelle (55) speichert.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine Verkehrsmanagementzentrale (10) vorgesehen ist, die ausgelegt ist, die Routing-Tabelle (55) für eine Kreuzung (3) des Straßennetzes (2) zu erstellen und die entsprechende Rou ting-Tabelle (55) an die erste Kommunikationseinheit (5) der Kreuzung (3) übermittelt.
Navigationssystem nach Anspruch 9, wobei die Verkehrsmanagementzentrale (10) den aktuellen Belastungszustand des Straßennetzes (2) berücksichtigt und laufend aktualisierte Routing-Tabellen (55) für wenigstens eine Kreuzung (3) des Straßennetzes (2) erstellt.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die erste und zweite Kommunikationseinheit (5, 6) als ein drahtloses lokales Netzwerk ausgebildet sind.
Steuereinheit für eine Lichtsignalanlage an einer Kreuzung (3) eines Straßennetzes (2), an der wenigstens drei Straßen (4) des Straßennetzes (2) zusammentreffen, wobei die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit (5) aufweist, die ausgelegt ist, einem Fahrzeug (1) eine Abbiegeempfehlung (9) in Abhängigkeit eines Ziels (8) im Straßennetz (2) und in Abhängigkeit der Straße (4), auf der sich das Fahrzeug (1) der Kreuzung (3) nähert, zu übermitteln, wobei die Abbiegeempfehlungen (9) in einer Routing-Tabelle (55) bereitgestellt sind, und wobei die Steuereinheit eine Speichereinheit aufweist, die ausgelegt ist, die Routing-Tabelle (55) zu speichern, dadurch gekennzeichnett, dass die Routing-Tabelle (55) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) und für eine Straße (4), die auf die Kreuzung (3) zuläuft, mindestens zwei Abbiegeempfehlungen (9) mit jeweils einem Gewichtungsfaktor umfasst, und die Kommunikationseinheit (5 ), eine Zähleinheit (53) und eine Entscheidungseinheit (52) aufweist, wobei die Zähleinheit (53) die übermittelten Abbiegeempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) zählt und die Entscheidungseinheit (52) ausgelegt ist, in Abhängigkeit der Anzahl der bereits übermittelten Abbiegempfehlungen (9) für ein Ziel (8) im Straßennetz (2) und in Abhängigkeit der Gewichtungsfaktoren der Abbiegeempfehlungen (9) für das selbe Ziel (8) im Straßennetz (2) eine nächste Abbiegeempfehlung (9) zu bestimmen.
Steuereinheit nach Anspruch 12, wobei die Kommunikationseinheit (5) als ein drahtloses lokales Netzwerk ausgebildet ist.