DE102006000326A1

DE102006000326A1 - Navigationssystem und Navigationsverfahren

Info

Publication number: DE102006000326A1
Application number: DE102006000326A
Authority: DE
Inventors: Tomoki Aichi Kubota; Hidefumi Aichi Okabe
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP4743496B2; JP2007017340A; US7930096B2; US20070010938A1

Abstract

Ein Navigationssystem umfasst eine Bedingungserfassungseinrichtung zur Identifikation, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet, eine Ist-Zustandserfassungseinrichtung zur Erfassung des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands unter der spezifischen Bedingung, eine Angemessen-Zustandsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands gemäß der spezifischen Bedingung, eine Lerneinrichtung zum Lernen des Grads der Fahrqualifikation (Fahrerfahrung) des Fahrers unter der spezifischen Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, und eine Führungseinrichtung zur Abgabe einer Fahrführung in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter der spezifischen Bedingung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationssystem und ein Navigationsverfahren, und insbesondere ein Navigationssystem und ein Navigationsverfahren, das eine Fahrführung für einen Fahrer in Abhängigkeit von dem Grad bzw. Größe der Fahrkenntnisse bzw. der Fahrqualifikation des Fahrers bereitstellt.

Die japanische Offenlegungsschrift JP-A-2003-57059 offenbart ein Navigationssystem, das für jede Straße in Abhängigkeit davon, wie oft die Straße befahren wurde, die akustische Führung vereinfacht. Da der Fahrer keine Routenführung für Straßen benötigt, die schon mehrmals befahren wurden, kann das in dieser Druckschrift offenbarte Navigationssystem die durch den Fahrer empfundene Belästigung vermindern, die durch eine mittels des Navigationssystems ausgegebene unnötige Routenführung bewirkt wird.

Es treten jedoch Fälle auf, in denen eine Fahrunterstützung zum angenehmen Befahren einer Straße erforderlich ist, auch wenn der Fahrer die Straße gut kennt. Beispielsweise unter der Bedingung, dass das Fahrzeug in Fahrspuren einer Schnellstraße eintreten bzw. einfahren wird, ist es wünschenswert, für einen Fahrer mit einem niedrigen Grad der Fahrqualifikation eine angemessene Fahrführung bereitzustellen. Es ist ferner wünschenswert, beispielsweise unter den Bedingungen, bei denen der Fahrer Fahrspuren wechselt oder einparkt, eine angemessene Fahrführung für einen Fahrer bereitzustellen, der einen niedrigen Grad der Qualifikation für das Wechseln der Fahrspuren oder das Parken hat.

Angesichts der vorstehend angegebenen Probleme liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Navigationssystem und ein Navigationsverfahren bereitzustellen, das eine angemessene Fahrführung für einen Fahrer in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers bereitstellt.

Ein Navigationssystem zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe umfasst eine Bedingungsidentifikationseinrichtung zur Bestimmung bzw. Identifikation, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet, eine Realzustandidentifikationseinrichtung zur Erfassung eines tatsächlichen (realen) Fahrzeugsteuerungszustand in der spezifischen Bedingung, eine Angemessenzustand-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands in Abhängigkeit von der spezifischen Bedingung, eine Lerneinrichtung zum Lernen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers unter der spezifischen Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, und eine Führungseinrichtung zum Ausgeben einer Fahrführung (Routenführung) in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter der spezifischen Bedingung.

Bei den vorbestimmten spezifischen Bedingungen liegen angemessene Fahrsteuerungszustände in Abhängigkeit von diesen Bedingungen vor. In dem Fall, dass Fahrzeuge auf einer Fahrspur benachbart zu der Fahrspur, auf der das Fahrzeug des Fahrers fährt, fahren, ist eine Lenkungssteuerung angemessen, bei der das Fahrzeug in der Fahrspur verbleibt. Somit erfasst das Navigationssystem den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand unter dieser spezifischen Bedingung, und wenn ein angemessener Steuerungszustand unter dieser Bedingung spezifiziert wurde, kann der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers in Verbindung mit dieser Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands gelernt werden. Unter der spezifischen Bedingung, wenn diese später auftritt, gibt das Navigationssystem eine Fahrführung in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers unter den spezifischen Bedingungen aus, die auf diese Weise gelernt wurde, und es ist somit möglich, eine angemessene Fahrsteuerung für einen Fahrer in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers bereitzustellen.

Das Navigationssystem kann ferner eine Warneinrichtung umfassen zur Ausgabe von Warnungen unter der spezifischen Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands. Die Lerneinrichtung kann den Grad der Fahrqualifikation auf der Basis der ausgegebenen Frequenz (Häufigkeit) der Warnungen lernen.

Das Navigationssystem gibt Warnungen auf der Basis des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands und des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands unter einer spezifischen Bedingung aus, und es ist auf diese Weise möglich, Warnungen für den Fahrer als eine Hilfe bei der Vermeidung von Gefahren bereitzustellen. Da die Frequenz bzw. Häufigkeit der Warnungen, die auf diese Weise unter einer spezifischen Bedingung ausgegeben werden, streng mit dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers in Verbindung steht bzw. korreliert, ist es für das Navigationssystem möglich, den Grad der Fahrqualifikation des Fahrers auf der Basis der ausgegebenen Frequenz der Warnungen korrekt zu lernen.

Die Bedingungsidentifikationseinrichtung kann identifizieren, dass sich das Fahrzeug unter der spezifischen Bedingung befindet, auf der Basis der mittels der Bedingungserfassungseinrichtung erfassten Bedingung, die die Bedingung (Zustand) des Fahrzeugs erfasst.

Das Navigationssystem erfasst die Bedingung des Fahrzeugs, und es ist auf diese Weise möglich, automatisch zu identifizieren bzw. zu erkennen, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet.

Die Bedingungsidentifikationseinrichtung kann ferner identifizieren, dass sich das Fahrzeug unter der spezifischen Bedingung befindet, wobei das Fahrzeug in Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, auf der Basis der Bedingung, die mittels der Bedingungserfassungseinrichtung erfasst wird.

Da der Fahrer in Abhängigkeit von der Bedingung, unter der das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren eintritt schnell besorgt oder nervös wird, ist es wünschenswert, dem Fahrer mit einem niedrigen Grad der Fahrqualifikation eine angemessene Fahrführung bereitzustellen. Es ist daher wünschenswert, dass das Navigationssystem die Bedingung identifizieren kann, unter der der Fahrer versucht, in die Autobahn-Hauptfahrspuren einzutreten, und dass eine Fahrführung in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers unter dieser Bedingung bereitgestellt wird.

Die Istzustandserfassungseinrichtung zur Erfassung des tatsächlichen Zustands kann somit den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand erfassen, wobei der Lenkwinkel einbezogen ist.

Die Istzustandserfassungseinrichtung kann ebenfalls den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand (Istzustand) einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit erfassen.

Die Istzustandserfassungseinrichtung kann ebenfalls den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand erfassen, der einen Abstand zwischen dem Fahrzeug des Fahrers und weiteren nahen bzw. benachbarten Fahrzeugen umfasst.

Ein Navigationsverfahren zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe führt eine Identifikation durch, dass sich ein Fahrzeug unter einer vorbestimmten Bedingung befindet, identifiziert den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand und den angemessenen Fahrzeugsteuerungszustand unter der spezifischen Bedingung, lernt den Grad der Fahrqualifikation des Fahrers unter der spezifischen Bedingung auf der Basis eines Ergebnisses des Vergleichs des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, und gibt eine Fahrführung unter der spezifischen Bedingung in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrerfahrung bzw. Fahrqualifikation aus.

Wurde der tatsächliche Fahrzeugsteuerungszustand unter der spezifischen Bedingung identifiziert und wurde der angemessene Fahrzeugsteuerungszustand unter dieser Bedingung bestimmt, dann ist es möglich, den Grad der Fahrerfahrung (Fahrqualifikation) des Fahrers unter dieser Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands zu lernen. Durch die Ausgabe einer Fahrführung in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrerfahrung des Fahrers unter der spezifischen Bedingung, die auf diese Weise gelernt wurde, wenn die spezifische Bedingung später wieder auftritt, ist es möglich, für den Fahrer eine angemessene Fahrführung in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation (Fahrerfahrung) des Fahrers bereitzustellen.

Dabei ist zu beachten, dass, soweit eine Beeinflussung nicht hinsichtlich des Verfahrens bewirkt wird, die Reihenfolge jeder der Maßnahmen des Verfahrens, wie sie in den Patentansprüchen angegeben sind, nicht auf die Reihenfolge der vorstehenden Angabe begrenzt ist. Die Maßnahmen können auch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden oder können gleichzeitig durchgeführt werden. Ferner kann jede der Funktionen der Vielzahl der gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Einrichtungen durch entsprechende Hardware-Einrichtungen realisiert werden, bei denen die Funktionen durch den Aufbau selbst verwirklicht sind, Hardware-Einrichtungen, bei denen die Funktionen mittels eines Programms verwirklicht sind, oder eine Kombination der selben. Ferner ist jede der Funktionen der Vielzahl der Einrichtungen nicht auf eine Verwirklichung durch Hardware-Einrichtungen beschränkt, die physikalisch unabhängig voneinander sind. Ferner kann die vorliegende Erfindung als eine Erfindung einschließlich Programme oder als eine Erfindung einschließlich eines Aufzeichnungsmediums betrachtet werden, auf dem die Programme aufgezeichnet sind.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Figuren auf der Basis eines Beispiels dargestellt, in welchem die vorliegende Erfindung für eine Unterstützung zum Einfahren in Autobahn-Hauptfahrspuren verwendet wird.

Es zeigen:
1 ein Ablaufdiagramm gemäß einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 ein Blockschaltbild gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3 ein Blockschaltbild gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
4 ein Ablaufdiagramm gemäß einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Bildschirms gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6 eine schematische Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
7 ein Ablaufdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
8 ein Ablaufdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Aufbau des Navigationssystems
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Hardware-Aufbaus des Navigationssystems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Navigationssystem 1 ist in einem Fahrzeug wie einem Kraftfahrzeug oder einem Kraftrad eingebaut.
Eine Kartendatenbank (Karten-DB, map data base) ist in einer Festplattenvorrichtung (Hard Disk Drive, HDD) 16 gespeichert. Die Kartendaten für die Umgebung des Fahrzeugs des Fahrers kann durch das Navigationssystem in Verbindung mit einer Kommunikation (Verbindung mit einem Verkehrsinformationszentrum) erhalten werden.
Ein Richtungssensor 26, der als Bedingungserfassungseinrichtung dient, ist in Form eines geomagnetischen Sensors, eines Rechts- und Links-Radgeschwindigkeitsdifferenzsensors, eines Vibrations-Gyroskops, eines Gasraten-Gyroskops, eines Gyroskops mit optischen Glasfaser oder dergleichen aufgebaut, die bei einer Koppelungs-Navigation (dead-reckoning navigation) verwendet wird.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28, der als eine Bedingungserfassungseinrichtung und als eine Istzustandserfassungseinrichtung dient, ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Koppelungs-Navigation verwendet wird, und der in einem Tachometer verwendet wird. Durch das Integrieren der Geschwindigkeit als eine Funktion der Zeit wird eine Fahrentfernung ermittelt. Zusätzlich zu dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Fahrzeugraddrehzahl verwendet, kann der Geschwindigkeitssensor auch mittels eines Dopplereffektgeschwindigkeitssensors aufgebaut sein, der elektromagnetische Wellen oder Ultraschall verwendet, oder mittels eines Geschwindigkeitssensors für die Geschwindigkeit über Grund, der Licht- und Raumfilter oder dergleichen verwendet.
Ein GPS-Einheit 30, die als eine Bedingungserfassungseinrichtung dient, besteht beispielsweise aus einer Antenne zum Empfangen von durch 3 oder 4 Satelliten in Verbindung mit einer Satellitennavigation ausgesendeten Orbitaldaten, sowie einem ASIC zum Ausgeben der Daten bezüglich des Längengrads und des Breitengrads für die gegenwärtige Position des Fahrzeugs des Fahrers. Auf der Basis der Daten bezüglich des Breitengrads und des Längengrads für die gegenwärtige Position des Fahrzeugs des Fahrers und den Breitengrad- und Längengrad-Zusatzdaten der Knoten entsprechend dem Autobahnverbindungspunkt (Anschlussstelle), die in der Kartendatenbank gespeichert ist, ist es möglich, die Bedingung zu erfassen, unter der das Fahrzeug gegenwärtig in eine Autobahn einfahren wird.
Eine Radareinheit 32, die als eine Bedingungserfassungseinrichtung und als eine Istzustandserfassungseinrichtung dient, besteht aus einem optischen Radar, einem elektromagnetischen Radar oder dergleichen, und erfasst die Position von nahen Fahrzeugen bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers. Durch Differenzieren der Änderung der Position der nahen Fahrzeuge bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers als eine Funktion der Zeit ist es möglich, die Vorwärtsfahrrichtung und die Geschwindigkeit der nahen Fahrzeuge zu ermitteln.
Eine Kameraeinheit 34, die als eine Bedingungserfassungseinrichtung dient, besteht aus einer digitalen Kamera wie einer CCD-Kamera (Ladungskopplungseinheit-Kamera) oder einer CMOS-Kamera, die für die Fahrspurmarkierungserfassung und dergleichen verwendet wird. Die Kameraeinheit 34 kann Bilder der Fahrspurmarkierungen zum spezifizieren der Fahrspur aufzeichnen, auf der das Fahrzeug des Fahrers fährt, indem Bilder der Straßenoberfläche vor und hinter dem Fahrzeug des Fahrers aufgezeichnet werden, und kann einen Sperrbereich aufzeichnen (fotografieren), der einen Bereich bezeichnet, in welchem das Einfahren in Autobahn-Hauptfahrspuren gesperrt ist, sowie die benachbarten Fahrzeuge, indem Bilder nach der Seitenrichtung des Fahrzeugs des Fahrers aufgezeichnet werden. Die Fahrspur, auf der das Fahrzeug des Fahrers fährt, kann durch Erfassen der Fahrbahnmarkierungen ermittelt werden, die in Form eines Induktionskabelsystems, eines magnetischen Markierungssystems oder eines Reflektorsystems vorgesehen sein können. Dabei ist zu beachten, dass die Kameraeinheit 34 ebenfalls als eine Istzustandserfassungseinrichtung dienen kann.
Ein Lenkwinkelsensor 24, der als eine Istzustandserfassungseinrichtung dient, besteht aus einen kontaktlosen Drehwinkelsensor, der beispielsweise Magnetismus oder Licht verwendet, und erfasst den absoluten Lenkwinkel des Lenkrads. Durch Verfolgen des absoluten Lenkwinkels ist es möglich, die Zeit zu erfassen, bei der das Fahrzeug die Hauptfahrspuren, ausgehend von der Beschleunigungsspur, erreichen wird, die Zeit, zu der das Einfahren in die Hauptfahrspuren abgeschlossen sein wird, und die Kollisionsvermeidungsmaßnahmen, entsprechend welchen das Fahrzeug zu der Beschleunigungsspur zurückkehrt, nachdem ein Versuch zum Einfahren in die Hauptfahrspuren durchgeführt wurde. Hierbei kann der Lenkwinkelsensor 24 ebenfalls als eine Bedingungserfassungseinrichtung dienen.
Eine ETC-Einheit 23, die als eine Bedingungserfassungseinrichtung dient, umfasst eine Antenne und ein ASIC für eine Kommunikation mit dem Kommunikationssystem, das auf einer Mautstraße (gebührenpflichtige Straße) bei Mauteintrittstellen und bei Mautaustrittstellen vorgesehen ist. Die ETC-Einheit 23 beschafft die Mautdaten von dem bei den Mauteintritts- und Mautaustrittsstellen der Autobahn vorgesehenen Kommunikationssystem, und subtrahiert die Maut von den Daten bezüglich der in Voraus entrichteten Gebühren. Die Mautdaten hängen von den Zonen der Mautstraße ab, die das Fahrzeug befahren hat. Durch Erfassen der Kommunikation zwischen den ETC-Einheit 23 und der Mautaustrittsstelle der Autobahn ist es möglich, die Bedingung zu erfassen, unter der das Fahrzeug gegenwärtig in eine Autobahn einfahren wird.
Ein Anzeigeeinrichtung 12, die ein Teil der Führungseinrichtung ist, besteht aus einem flachen Bildschirm (Flat Panel Display, FPD), einen Head-Up- Display (HUD) oder dergleichen. Die Anzeigeeinrichtung 12 wird zum Anzeigen der Fahrführung von Karten und zur Fahrroutenführung verwendet.
Ein Lautsprecher 14, der Teil der Führungseinrichtung ist, wird zur Ausgabe der Führungsanweisungen bezüglich des Fahrens und der Fahrtroute verwendet. Der Lautsprecher 14 kann gemeinsam durch den Audiosystemlautsprecher verwendet werden, oder es kann der Lautsprecher 14 der Navigation zugeordnet sein.
Eine Schnittstelle 17 besteht aus einem Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler), einem Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) oder dergleichen, und führt die Umwandlung der Signalverläufe zwischen den unterschiedlichen Typen der vorstehend beschriebenen Eingabe- und Ausgabeeinheiten in Verbindung mit einer Zentraleinheit CPU 20 durch.
Ein Speicher RAM speichert zeitweilig die verarbeiteten Daten und die durch die Zentraleinheit CPU 20 verarbeiteten Programme.
Ein Flash-Speicher 18 ist ein nicht flüchtiger Speicher, wie beispielsweise ein EEPROM, und speichert die mittels der Zentraleinheit CPU 20 durchzuführenden bzw. zu verarbeitenden Steuerungsprogramme. Ferner speichert der Flash-Speicher 18 Daten, die gesichert werden müssen, wenn die elektrische Leistungszufuhr zu dem Navigationssystem 1 unterbrochen ist. Die Einstellungen der Führungsbetriebsart und des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers sind beispielsweise in diesen Daten enthalten. Das Steuerungsprogramm und gleichartige Daten können ebenfalls in den Festplattenlaufwerk HDD 16 gespeichert werden. Die Steuerungsprogramme und die Kartendatenbank können in dem Flash-Speicher 18 oder dem Festplattenlaufwerk HDD 16 gespeichert werden, wobei sie beispielsweise über ein Netzwerk eines vorbestimmten Servers heruntergeladen oder von einem computer-lesbaren Aufzeichnungsmedium wie einen (nicht dargestellten) abnehmbaren Speicher oder dergleichen gelesen werden können.
Die Zentraleinheit CPU 20 steuert jede Einheit des Navigationssystem 1 durch Bearbeiten (Durchführen) von Steuerungsprogrammen.
3 zeigt ein Blockschaltbild des Softwareaufbaus des Steuerungsprogramms des Navigationssystems 1.
Eine Kartendatenbank (Karten-DB) 42 ist eine Datenbank, die entsprechend Daten aufgebaut ist, die in digitaler Form Kartendaten in einem graphischen Format darstellen, und die beispielsweise verwendet werden zur Erfassung der Position des Fahrzeug des Fahrers in einem Straßensystem, zur Erfassung der Anzahl der Fahrspuren, und zum Bereitstellen einer Führung bezüglich der Bedingungen, wenn ein Einfahren in eine Autobahn vorliegt. In der Kartendatenbank sind Kreuzungen, Anschlussstellen, Kurven und Sackgassen und dergleichen als Knoten definiert, und es sind Straßen als Verbindungen zum Verbinden eines Knotens mit einem anderen definiert. Ferner sind bezüglich jeder Verbindung die Entfernung (Abstand), Geschwindigkeitsbegrenzungen, die Anzahl der Fahrspuren und der Typ der Straße (beispielsweise eine Autobahn, Schnellstraße oder allgemeine Straße), und dergleichen als Zusatzdaten (Attribut-Daten) definiert, und bezüglich jedes Knotens sind das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Verkehrsampel und dergleichen als Zusatzdaten definiert.
Ein Fahrerfahrzeugpositionserfassungsmodul 44 ist eine Programmeinheit, die es der Zentraleinheit CPU 20 ermöglicht, als eine Bedingungserfassungseinrichtung zu dienen. Das Fahrerfahrzeugpositionserfassungsmodul 44 berechnet die Position des Fahrzeug des Fahrers in einem Straßensystem auf der Basis der Breitengraddaten und der Längengraddaten der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs des Fahrers, die durch die GPS-Einheit 30 eingegeben wurde, der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 eingegebenen Fahrgeschwindigkeit, und der Fahrortung, die von dem Richtungssensor 26 eingegeben wird, wobei Korrekturen durchgeführt werden in Verbindung mit einer Kartenübereinstimmung unter Verwendung der Kartendatenbank 42.
Ein Bedingungsidentifikationsmodul 48 ist eine Programmeinheit, die es der Zentraleinheit CPU 20 ermöglicht, als eine Bedingungsidentifikationseinrichtung zu dienen. Das Bedingungsidentifikationsmodul 48 identifiziert, dass sich das Fahrzeug des Fahrers unter der Bedingung des Einfahrens in Autobahn-Hauptfahrspuren befindet, auf der Basis der Position des Fahrzeug des Fahrers in einem Straßensystem, der Kommunikation zwischen der ETC-Einheit 23 und der Mauteintrittsstelle der Autobahn, und der Position des Sperrbereichs, der entsprechend den von der Kameraeinheit 34 eingegebenen Bildaufnahmen erkannt wird. Dabei ist zu beachten, dass zusätzliche Elemente zur Identifikation der Bedingung, in der das Fahrzeug betrieben wird, auch die Querneigung der Straße, die Außenlufttemperatur, die Straßenbeleuchtung, die Stärke eines Regens, die Straßenbreite, die Anzahl der Fahrspuren, der Grad der Kurvigkeit einer Kurve, und dergleichen umfasst.
Ein Zustandsidentifikationsmodul 50 ist eine Programmeinheit, die es der Zentraleinheit CPU ermöglicht, als eine Istzustandserfassungseinrichtung (Tatsächlich-Zustandserfassungseinrichtung) zu dienen. Das Zustandsidentifikationsmodul 50 erkennt die Position und die Geschwindigkeit der nahen Fahrzeuge bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Position der Fahrspurmarkierung bezüglich des Fahrzeug des Fahrers, die Position von Sperrbereichen bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers oder dergleichen, auf der Basis von durch die Kameraeinheit 34 ausgegebenen Bildern, sowie der Positionsdaten für Hindernisse (Fahrzeuge, Wände, Mauern und dergleichen), die mittels der Radareinheit 32 ausgegeben werden. Ferner erkennt das Zustandsidentifikationsmodul 50 die Geschwindigkeit und den Lenkwinkel des Fahrzeugs des Fahrers auf der Basis der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 ausgegebenen Geschwindigkeitsdaten und der durch den Lenkwinkelsensor 24 ausgebenden Lenkwinkeldaten. Die Position und die Geschwindigkeit der nahen Fahrzeuge bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Position der Fahrspurmarkierung bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Position von Sperrbereichen bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers, der Lenkwinkel des Fahrzeugs des Fahrers und dergleichen bezeichnen den Typ der Fahrzeugsteuerung, die gerade ausgeführt wird, unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug betrieben wird, und es sind dies Parameter zur Bezeichnung des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands (Istfahrzeugsteuerungszustand). Dabei ist zu beachten, dass ferner der Betätigungsgrad eines Pedals wie eines Beschleunigungspedals, die Position des Schalthebels und des Parkhebels, die Ausgabe des Richtungssensors, die Maschinendrehzahl und der Abstand zwischen Hindernissen und dem Fahrzeug ebenfalls als Parameter dienen können, die den Fahrzeugsteuerungszustand bezeichnen.
Ein Führungsmodul 56 ist eine Programmeinheit, das es der Zentraleinheit CPU 20 ermöglicht, als eine Angemessenzustandbestimmungseinrichtung und eine Führungseinrichtung zu dienen. Das Führungsmodul 56 gibt an einen Lautsprecher 14 hörbare Führungsangaben und Warnangaben aus durch Erzeugen von Führungsaudiodaten durch Kombinieren der Audiodaten für jedes Satzelement, bestehend aus Wörtern, Satzteilen und dergleichen, und erzeugt eine zusammengesetzte Anzeige der Kartenbilder, die die Straßenoberfläche der Anschlussstelle der Autobahn zeigen, sowie Pfeile zur Angabe der Einfahrroute. Das Führungsmodul 56 erzeugt Fahrführungsdaten und Warnungsdaten in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers und der Führungsbetriebsart auf der Basis des Ergebnisses eines Vergleichs des Istfahrzeugsteuerungszustands und eines vorbestimmten angemessenen Fahrzeugsteuerungszustand für den Fahrzeugsteuerungszustand während des Einfahrens in die Autobahn-Hauptfahrspuren. Der Istfahrzeugsteuerungszustand wird durch die Position und die Geschwindigkeit der nahen Fahrzeuge bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Position der Fahrspurmarkierung bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Position des Sperrbereichs bezüglich des Fahrzeugs des Fahrers, die Geschwindigkeit des Fahrzeug des Fahrers, den Lenkwinkel des Fahrzeug des Fahrers und dergleichen gebildet. Dabei zu beachten, dass zusätzlich zu den Bildern und zur Sprachausgabe (Audioausgabe) die Fahrführung für den Fahrer ebenfalls durch Vibrationen des Lenkwinkels, eines Beschleunigungspedals, des Schalthebels und dergleichen bereitgestellt werden kann.
Das Lernmodul 52 ist eine Programmeinheit, die es der Zentraleinheit CPU 20 ermöglicht, als eine Lerneinrichtung zu dienen. Das Lernmodul 52 bestimmt den Grad der Fahrqualifikation des Fahrers während des Einfahrens auf die Autobahn-Hauptfahrspuren auf der Basis beispielsweise der Ergebnisse des Vergleichs des Fahrzeugsteuerungszustands, der tatsächlich während des Einfahrens auf die Autobahn-Hauptfahrspuren vorliegt, mit dem angemessenen Fahrzeugsteuerungszustand, der bei dem Einfahren auf die Autobahn-Hauptfahrspuren auftreten sollte, und der Ausgabefrequenz (Häufigkeit) der Warnungsausgabe während des Einfahrens auf die Autobahn-Hauptfahrspuren. Der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers kann für jede Bedingung bestimmt werden, ungeachtet des Orts wie "Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren", "Parken in einer Reihe", und "Fahrspurwechsel", oder kann für jede Bedingung bestimmt werden, unter der das Fahrzeug an einem bestimmten Ort betrieben wird, wie das "Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren bei dem XX-Autobahnkreuz" oder "Reihen parken in Parkplatznummer XX bei dem XX-Parken". Ferner kann der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers durch Kategorisieren der Bedingungen für jede einzelne topographische Eigenheit wie die Länge der Beschleunigungsspur, die Beschleunigungsspurform (parallel oder nicht parallel zu den Hauptfahrspuren), oder das Profil der Hauptfahrspuren bei der Anschlussstelle (Kurve, Anzahl der Fahrspuren) identifiziert bzw. bestimmt werden.
Das Einstellmodul 54 empfängt die Einstellbetätigung der Führungsbetriebsart durch den Fahrer und stellt die Führungsbetriebsart in Abhängigkeit von diesem Einstellvorgang ein.
Betrieb des Navigationssystems
1 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs bei der Verarbeitung des Navigationssystems 1. Der Ablauf gemäß der Darstellung in 1 wird wiederholt während des Fahrens mittels der Zentraleinheit CPU 20 durchgeführt, die die Steuerungsprogramme verarbeitet.
In Schritt S100 bestimmt das Navigationssystem 1, ob das Fahrzeug des Fahrers gerade dabei ist, in die Autobahn einzufahren. Insbesondere bestimmt die Zentraleinheit CPU 20, dass das Fahrzeug des Fahrers gegenwärtig in die Autobahn einfährt, beispielsweise durch den Ort des Fahrzeugs des Fahrers in dem Straßensystem, die Durchfahrt durch eine Autobahnmauteintrittsstelle, und die Eingabe der Autobahneintrittsführungsanweisungen durch den Fahrer.
In Schritt S102 bestimmt das Navigationssystem 1 die Führungsbetriebsart, die durch den Fahrer eingestellt wurde. Insbesondere liest die Zentraleinheit CPU 20 die Einstellungen der Führungsbetriebsart und bestimmt, ob die Führungsbetriebsart auf eine Warnbetriebsart eingestellt ist, bei der lediglich Kollisionsverhinderungswarnungen ausgegeben werden, oder ob die Führungsbetriebsart eingestellt ist für eine Fahrunterstützungsbetriebsart, die beispielsweise notwendige Fahrführungen zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren ausgibt.
Wurde die Warnungsbetriebsart eingestellt, dann bestimmt das Navigationssystem 1, ob der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers niedrig ist (Schritt S104). Insbesondere liest die Zentraleinheit CPU 20 die Einstellungen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers unter vergangenen Bedingungen, die durch das Navigationssystem 1 gelernt wurden, die gleichartig zu der gegenwärtigen Bedingung sind, und bestimmt, ob der Grad der Fahrqualifikation niedrig ist. In Fällen, in denen der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers niedrig ist, geht die Verarbeitung durch die Zentraleinheit CPU 20 zu der Verarbeitung des Schritts S106 über, sodass eine Führung und Warnungen, die identisch sind mit denjenigen der Fahrunterstützungsbetriebsart, auch ausgegeben werden, wenn die Warnungsbetriebsart eingestellt wurde.
In Schritt S106 wird das Navigationssystem 1 in der Fahrunterstützungsbetriebsart betrieben und zeigt Bilder an, die die Bedingung des Einfahrens in die Autobahnhauptfahrspuren zeigen, und gibt erforderlichenfalls eine notwendige Fahrführung und Warnungen aus für das Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren.
1. Fahrführung in der Fahrunterstützungsbetriebsart
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Einzelheiten des Ablaufs gemäß Schritt S106. In Schritt S200 stellt das Navigationssystem 1 eine Führung für den Fahrer bezüglich der Bedingungen des Einfahrens in die Autobahn-Hauptfahrspuren bereit. Insbesondere bewirkt die Zentraleinheit CPU 20 das Anzeigen von Bildern auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 12 (siehe 5) zur Darstellung der Verbindungsbedingungen zwischen den Autobahn-Hauptfahrspuren und der Beschleunigungsspur, in die der Fahrer gegenwärtig einfahren wird, und gibt eine Audioführung aus, wie beispielsweise "Ihr Fahrzeug wird in die linke Fahrspur der vorausliegenden Autobahn einfahren. Da die Beschleunigungsspur kurz ist, muss ihr Fahrzeug schon in der Einfahrt vor dem Einfahren in die Beschleunigungsspur beschleunigen."
In Schritt S202 wiederholt das Navigationssystem 1 den Ablauf zur Erfassung der Autobahn-Hauptfahrspuren, bis die Autobahn-Hauptfahrspuren erfasst sind. Insbesondere wiederholt die Zentraleinheit CPU 20 den Ablauf zur Erfassung der Fahrspurmarkierungen der Autobahn-Hauptfahrspuren auf der Basis beispielsweise der Videobilder des Bereichs auf der Seite und vor dem Fahrzeug des Fahrers, wie sie durch die Kameraeinheit 34 ausgegeben werden. In dem Einfahrzustand gemäß der Darstellung in 6, und wenn eine Wand 80, die die Hauptfahrspuren 66 und eine Beschleunigungsspur 60 trennt, passiert wird, werden Bilder der Fahrspurmarkierungen 70, die eine linke Spur 62 und eine rechte Spur 64 der Autobahn-Hauptfahrspuren 66 trennen, mit der Kameraeinheit 34 aufgenommen, wobei insbesondere Bilder des Bereichs vor dem Fahrzeugs 74 des Fahrers diagonal aufgenommen werden, und im Ergebnis können die Autobahn-Hauptfahrspuren 66 ermittelt werden.
Insbesondere erfasst die Zentraleinheit CPU 20 die Position, die Geschwindigkeit und die Länge der Öffnung bzw. Verkehrslücke in dem Verkehrsfluss, der entlang den Autobahn-Hauptfahrspuren verläuft, auf der Basis der Positionsdaten der nahen Fahrzeuge, die mittels der Radareinheit 32 ausgegeben werden. Dies wird nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Mittels der Radareinheit 32 werden Positionsdaten zur Angabe der Positionen P1 und P2 eines Fahrzeugs 72 und eines Fahrzeugs 78 bezüglich des Fahrzeugs 74 des Fahrers ausgegeben. Hierbei fahren die Fahrzeuge 72 und 78 in der linken Spur 62 der Autobahn-Hauptfahrspuren 66. Die Position der Öffnung bzw. Verkehrslücke wird ermittelt als die Position P1 des Fahrzeugs 72 vor und die Position P2 des Fahrzeugs 78 hinter dem Fahrzeug 74 des Fahrers. Die Geschwindigkeit der Verkehrslücke wird ermittelt als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor der Verkehrslücke oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Ende der Verkehrslücke, oder kann ermittelt werden durch Differenzieren der Positionen dieser Fahrzeuge als eine Funktion der Zeit. Die Länge der Öffnung wird als die Länge eines Vektors S unter Verwendung der Position P2 als der Ursprung und der Position P1 als der Endpunkt ermittelt.
In Schritt S206 bestimmt das Navigationssystem 1, ob der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in die Beschleunigungsspur geändert wurde in einen Einfahrlenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren. Beispielsweise bestimmt auf der Basis der Ausgabe des Lenkwinkelsensors 24 die Zentraleinheit CPU 20, dass der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in der Beschleunigungsspur auf einen Lenkwinkel geändert wurde zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren, wenn der Lenkwinkel um einen vorbestimmten Winkel oder größer als ein Lenkwinkel zum Vorwärtsfahren innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls geändert wurde. Ferner bestimmt beispielsweise auf der Basis des Straßenoberflächenbilds im Bereich vor und hinter dem Fahrzeug des Fahrers, das mittels der Kameraeinheit 34 ausgegeben wird, die Zentraleinheit CPU 20, dass der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in der Beschleunigungsspur geändert wurde auf einen Lenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren, wenn das Fahrzeug des Fahrers beginnt, die Fahrbahnmarkierungen, die die Hauptfahrspuren und die Beschleunigungsspur trennen, zu überqueren, oder die Differenz zwischen der Richtung des Vorwärtsfahrens des Fahrzeugs und der Richtung der Fahrbahnmarkierungen erheblichen Änderungen unterliegt, die größer als ein vorbestimmter Wert innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls sind. Die Zeit, zu der die Zentraleinheit CPU 20 bestimmt, dass der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in der Beschleunigungsspur zu einem Lenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren geändert wurde, kann als die Zeit dienen, zu der das Fahrzeug in die Hauptfahrspuren der Autobahn einfährt.
In dem Fall, in dem der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in der Beschleunigungsspur zu dem Einfahrlenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren geändert wurde, erfasst das Navigationssystem 1 die Geschwindigkeit des Fahrzeug des Fahrers (Schritt S218). Diese Verarbeitung wird durchgeführt zur Bestimmung des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers durch Vergleichen der angemessenen Geschwindigkeit, unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug in die Hauptfahrspuren der Autobahn einfährt, mit der tatsächlichen Geschwindigkeit zu dieser Zeit. Es kann ferner zu dieser Zeit bestimmt werden, ob das Blinkersignal (Fahrtrichtungsanzeige) blinkt, und es kann das Ergebnis dieser Bestimmung verwendet werden zur Bestimmung des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers.
Wurde in Schritt S206 bestimmt, dass der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens in der Beschleunigungsspur nicht auf einen Einfahrlenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren geändert wurde, dann bestimmt das Navigationssystem 1, ob der Einfahrlenkwinkel aufrechterhalten wird (Schritt S208). Wird das Fahren auf der Beschleunigungsspur fortgesetzt, dann wird in Schritt S206 üblicherweise bestimmt, dass der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens auf der Beschleunigungsspur nicht auf den Einfahrlenkwinkel zum Einfahren auf die Autobahn-Hauptfahrspuren geändert wurde, und es wird in Schritt S208 ebenfalls bestimmt, dass der Einfahrlenkwinkel nicht aufrechterhalten wird. Wird der Versuch zum Einfahren auf die Autobahn-Hauptfahrspuren fortgesetzt, nachdem zu dem Einfahrlenkwinkel geändert wurde, dann bestimmt das Navigationssystem 1, dass der Einfahrlenkwinkel aufrechterhalten wird. Insbesondere bestimmt beispielsweise auf der Basis der Ausgabe des Lenkwinkelsensor 24 die Zentraleinheit CPU 20, dass der Einfahrlenkwinkel aufrechterhalten wird, falls der Lenkwinkeländerungsbereich nach der Änderung zu dem Lenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Ferner bestimmt die Zentraleinheit CPU 20 beispielsweise auf der Basis der Straßenoberflächenbilder in dem Bereich vor und hinter dem Fahrzeug des Fahrers, wie sie mittels der Kameraeinheit 34 ausgegeben werden, dass der Einfahrlenkwinkel aufrechterhalten wird, falls die Differenz zwischen der Richtung des Vorwärtsfahrens des Fahrzeugs des Fahrers und der Richtung der Fahrspurmarkierungen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Wird der Einfahrlenkwinkel nicht aufrechterhalten, dann gibt das Navigationssystem eine Führung aus zum Veranlassen des Fahrers zum Beschleunigen oder Verzögern (Schritt S201). Insbesondere beschafft die Zentraleinheit CPU 20 beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeug des Fahrers entsprechend einer Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 28, beschafft aus der Kartendatenbank 42 die legale Geschwindigkeitsbegrenzung der Autobahn-Hauptfahrspuren, in die das Fahrzeug gegenwärtig einzufahren versucht, berechnet die angemessene Geschwindigkeit zum sicheren Einfahren in eine Verkehrslücke bzw. Öffnung in den fließenden Verkehr aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers, der legalen Geschwindigkeitsbegrenzung der Autobahn-Hauptfahrspuren und der Position der Geschwindigkeit in der Länge der Verkehrslücke in dem Verkehrsfluss, der entlang den Autobahn-Hauptfahrspuren strömt, und bestimmt, ob eine Beschleunigung oder eine Verzögerung erforderlich ist in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der berechneten angemessenen Geschwindigkeit und der gegenwärtigen (tatsächlichen) Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers. Hat die Zentraleinheit CPU 20 bestimmt, dass eine Beschleunigung oder eine Verzögerung erforderlich ist, dann gibt der Lautsprecher 14 eine Fahrinformation aus zum Veranlassen einer Beschleunigung oder einer Verzögerung, und eine Führungsbildschirmdarstellung zur Veranlassung einer Beschleunigung oder einer Verzögerung wird auf der Anzeigeeinrichtung 12 zur Anzeige gebracht.
Das Navigationssystem 1 bestimmt in Schritt S212, ob das Fahrzeug des Fahrers einen Sperrbereich passiert. Die Zentraleinheit CPU 20 bestimmt insbesondere, ob das Fahrzeug des Fahrers einen Sperrbereich passiert, durch Erfassen und Verfolgen des Sperrbereichs auf der Basis der Straßenoberflächenbilder vor dem Fahrzeug, an einer Seite desselben und hinter dem Fahrzeug des Fahrers, wie sie mittels der Kameraeinheit 34 ausgeben werden. Wenn das Fahrzeug einen Sperrbereich passiert hat, ist die Bedingung nicht eine Bedingung, entsprechend der das Fahrzeug sicher von der Beschleunigungsspur in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfahren kann. Daher gibt das Navigationssystem 1 eine Warnung aus, wenn ein Fahrzeugsteuerungszustand zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren erfasst wurde, bevor der Sperrbereich passiert wurde.
In Schritt S214 bestimmt das Navigationssystem 1, ob es möglich ist, in die Verkehrslücke in dem Verkehrsfluss einzufahren, der sich auf den Autobahn-Hauptfahrspuren bewegt. Insbesondere wenn beispielsweise sämtliche der nachfolgenden Bedingungen erfüllt wurden, bestimmt die Zentraleinheit CPU 20, dass es möglich ist, in die Verkehrslücke einzufahren:
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers ist gleich oder größer als die minimale legale Geschwindigkeitsbegrenzung.
Die Länge der Verkehrslücke im Verkehrsfluss ist ausreichend.
Die Abstände zwischen den Fahrzeugen zu Beginn und am Ende der Verkehrslücke und des Fahrzeugs des Fahrers ist ausreichend groß.
Die absolute Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Anfang der Verkehrslücke ist höher als die absolute Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers, oder die Differenz zwischen der absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Anfang der Verkehrslücke und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers ist ausreichend klein.
Die absolute Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Ende der Verkehrslücke ist niedriger als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers, oder die Differenz zwischen der absoluten Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Anfang der Verkehrslücke und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers ist ausreichend klein.
Die vorstehend beschriebenen Parameter (Länge der Verkehrslücke und dergleichen), die verwendet werden zur Bestimmung der Bedingungen können aus den von der Radareinheit 32 ausgegebenen Positionsdaten berechnet werden. Ferner kann diese Bestimmung ebenso durchgeführt werden auf der Basis der Differenz zwischen den vorbestimmten angemessenen Werten (beispielsweise dem Abstand zwischen den Fahrzeugen am Anfang und am Ende der Verkehrslücke und dem Fahrzeug des Fahrers = 50 m) und den Werten der vorstehend beschriebenen Parameter, die aus den von der Radareinheit 32 ausgegebenen Positionsdaten berechnet wurden. Die bei dieser Bestimmung verwendeten angemessenen Werte sind Parameter zur Angabe eines angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt. Die angemessenen Werte können ebenfalls durch den Code eines Steuerungsprogramms dargestellt werden und können als Verbindungszusätze (link attributs) in der Kartendatenbank 42 aufgezeichnet sein.
Ist es möglich, in die Verkehrslücke in dem entlang der Autobahn-Hauptfahrspuren fließenden Verkehrsfluss einzufahren, dann gibt das Navigationssystem 1 eine Fahrführung aus zum Veranlassen des Fahrers zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren (Schritt S216). Die Zentraleinheit CPU 20 führt insbesondere beispielsweise eine Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 12 mittels eines Pfeils zum Veranlassen (Drängen) des Fahrers zum Lenken in Richtung der Autobahn-Hauptfahrspur durch, und es erfolgt die Ausgabe einer Audioführung mittels des Lautsprechers 14, wie beispielsweise: "Es ist möglich, in den Verkehr einzufahren. Bitte fahren Sie auf die Hauptfahrspuren." Dabei ist zu beachten, dass sich die Fahrführung darauf beschränken kann, eine spezifische Führung bezüglich des angemessenen Fahrens (beispielsweise "Bitte drehen Sie das Lenkrad etwas nach rechts") bereitzustellen, oder kann sich darauf beschränken, eine Bedingung zu erklären zum Veranlassen (Drängen) eines angemessenen Fahrens (beispielsweise "Es ist möglich, in den Verkehrsfluss einzufahren").
Wird der Lenkwinkel zum Aufrechterhalten des Fahrens auf der Beschleunigungsspur zu dem Einfahrlenkwinkel zum Einfahren in die Autobahn-Hauptfahrspuren geändert und wird der Einfahrlenkwinkel aufrechterhalten (wenn in Schritt S208 eine positive Bestimmung getroffen wurde), dann bestimmt in gleicher Weise wie im vorstehend beschriebenen Schritt S214 das Navigationssystem 1, ob es möglich ist, in die Verkehrslücke in dem entlang der Autobahn-Hauptfahrspuren strömenden Verkehrsfluss einzufahren (Schritt S220).
Ist es möglich, in die Verkehrslücke in den Zustand des Aufrechterhaltens des Einfahrlenkwinkels einzufahren, dann gibt das Navigationssystem 1 eine Führung aus (diese Führung ist ebenfalls eine Fahrführung) zur Angabe, dass die Bedingung eine Bedingung ist, unter der das Einfahren in den Verkehrsfluss möglich ist (Schritt S222). Insbesondere wird die Zentraleinheit CPU 20 mittels des Lautsprechers 14 eine Führungssprachausgabe durchführen, wie beispielsweise "Einfahren bitte fortsetzen".
Ist es hingegen nicht möglich, in die Verkehrslücke bei dem Zustand des Aufrechterhaltens des Einfahrlenkwinkels einzufahren, dann beginnt das Navigationssystem 1 die Ausgabe von Kollisionswarnungen (Schritt S224). Insbesondere beginnt die Zentraleinheit CPU 20 die Ausgabe mittels des Lautsprechers 14 von Warntönen und einer Warnsprachausgabe (beispielsweise "Gefahr ! Zur Beschleunigungsspur zurückkehren !"), und startet das Blinken des Bildschirms der Anzeigeeinrichtung 12.
Das Navigationssystem 1 wiederholt die Ausgabe der Kollisionswarnungen, bis das Fahrzeugs des Fahrers zu der Beschleunigungsspur zurückgekehrt ist (Schritte S226 und S228). Insbesondere verfolgt die Zentraleinheit CPU 20 beispielsweise die Fahrspurmarkierungen und den Lenkwinkel und erfasst den Zustand, in welchem das Fahrzeug des Fahrers zu der Beschleunigungsspur zurückkehrt, durch Analysieren der durch die Kameraeinheit 30 ausgegebenen Straßenoberflächenbilder und der mittels des Lenkwinkelsensors 24 ausgegebenen Lenkwinkeldaten.
Kehrt das Fahrzeug zu der Beschleunigungsspur zurück, dann erneuert das Navigationssystem 1 die Anzahl der Ausgabeereignisse und das Ausgabezeitintervall der Kollisionswarnungen (Schritt S230). Insbesondere von der Zeit, zu der die Verarbeitung gemäß der Darstellung in 4 aktiviert wird bis zum Abschluss der Verarbeitung, die im Einzelnen dem Einfahren in die Autobahn zu einer Zeit entspricht, akkumuliert und addiert die Zentraleinheit CPU 20 die Anzahl der Ausgabeereignisse und des Ausgabezeitintervalls, so dass dies als Ausgabefrequenz bzw. Ausgabehäufigkeit der Kollisionswarnungen dient. Das Ausgabezeitintervall ist ein Zeitintervall von dem Start der Ausgabe der Kollisionswarnungen (Schritt S224) bis zur Aufhebung der Ausgabe der Kollisionswarnungen (Schritt S228). Die Anzahl der Ausgabeereignisse der Kollisionswarnungen ist die Anzahl der Male, dass die Ausgabe gestartet wurde. Wird beispielsweise angenommen, dass der Fahrer zu der Beschleunigungsspur nach dem fehlgeschlagenen Versuch zum Einfahren auf die Hauptfahrspur zurückkehrt und erfolgreich auf die Hauptfahrspuren nach dem dritten Versuch einfährt, und wird ferner angenommen, dass die Kollisionswarnungen während jeweils 2 Sekunden bei dem ersten Versuch und dem zweiten Versuch ausgegeben wurden, dann ist die akkumulierte Anzahl der Ausgabeereignisse für die Warnungen „zwei", und es beträgt das akkumulierte Ausgabezeitintervall für die Warnungen 4 Sekunden. Die Anzahl der Ereignisse und das Zeitintervall der Ausgabekollisionswarnungen bezeichnen den Grad der Fahrqualifikation des Fahrers unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt.
Das Navigationssystem 1 bestimmt in Schritt S234, ob das Einfahren abgeschlossen ist. Insbesondere verfolgt die Zentraleinheit CPU 20 die Fahrspurmarkierung auf der Basis der von der Kameraeinheit 34 ausgegebene Straßenoberflächenbilder vor und hinter dem Fahrzeug des Fahrers, und bestimmt auf diese Weise, ob das Fahrzeug des Fahrers auf den Hauptfahrspuren fährt. Die Zentraleinheit CPU 20 bestimmt ebenfalls, ob das Fahrzeug des Fahrers in den Verkehrsfluss der Autobahn-Hauptfahrspuren eingefahren ist, auf der Basis der Positionsdaten der nahen Fahrzeuge, wie sie durch die Radareinheit 32 ausgegeben werden.
Wurde das Einfahren abgeschlossen, dann beendet das Navigationssystem 1 die Fahrführung in der Fahrunterstützungsbetriebsart.
2. Fahrführung in der Warnungsbetriebsart
Danach wird die Verarbeitung (Schritt S108) beschrieben, die durchgeführt wird, wenn das Navigationssystem 1 bestimmt, dass der Grad der Fahrqualifikation des Fahrers in dem Ablauf gemäß dem vorstehend beschriebenen Schritt S104 nicht niedrig ist.
7 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs der Verarbeitung gemäß Schritt S108. Verarbeitungen, die zu der Verarbeitung gemäß 4 identisch sind, werden durch identische Bezugszeichen bezeichnet. In der Warnungsbetriebsart gibt das Navigationssystem 1 keine Fahrführung (Routenführung) aus, die den Fahrer veranlasst, auf die Autobahn- Hauptfahrspuren einzufahren, sondern gibt lediglich Warnungen aus, wenn die Gefahr einer Kollision besteht. Dabei ist zu beachten, dass in der Warnungsbetriebsart in gleicher Weise die in der Fahrunterstützungsbetriebsart auf dem Bildschirm angezeigte Fahrführung auf dem Bildschirm angezeigt werden kann. Somit kann die Art und Weise, in der die Fahrführung durchgeführt wird, in der Warnungsbetriebsart und in der Fahrunterstützungsbetriebsart in frei auswählbarer Weise geändert werden. Unter gleichartigen Bedingungen ist die Häufigkeit der Fahrführung während der Warnungsbetriebsart kleiner als die Fahrführung während der Fahrunterstützungsbetriebsart, und es ist somit während der Warnungsbetriebsart vorzugsweise der Vorsichtsalarmpegel während der Fahrführung niedrig.
3. Lernen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers
Nachstehend wird der Lernablauf (Schritt S110) zum Lernen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers veranschaulicht. Das Navigationssystem 1 verarbeitet den Lernablauf (Lernverarbeitung), wenn das Einfahren des Fahrzeugs auf die Autobahn-Hauptfahrspur abgeschlossen ist.
8 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs der Verarbeitung gemäß Schritt S110.
In Schritt S300 ermittelt das Navigationssystem 1 die Differenz zwischen der angemessenen Einfahrgeschwindigkeit und der erfassten tatsächlichen Geschwindigkeit, wandelt diese Differenz in Punkte um, und addiert die Punkte zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Insbesondere ermittelt die Zentraleinheit CPU die Differenz zwischen der in dem vorstehend beschriebenen Schritt S218 erfassten Geschwindigkeit und der angemessenen Einfahrgeschwindigkeit, wenn der Lenkwinkel zu dem Einfahrlenkwinkel geändert wurde. Die angemessene Geschwindigkeit wird beispielsweise durch die Beschleunigungs- und Verzögerungsführung gemäß dem vorstehend beschriebenen Schritt S210 ermittelt, und ist die angemessene bzw. passende (geeignete) Geschwindigkeit zum sicheren Einfahren in die Verkehrslücke bzw. Öffnung im fließenden Verkehr. Die angemessene Einfahrgeschwindigkeit kann ebenfalls ein vorbestimmter spezifischer Wert (von beispielsweise 25 m/s sein). Danach wandelt die Zentraleinheit CPU 20 die Differenz zwischen der angemessenen Einfahrgeschwindigkeit und der erfassten tatsächlichen Geschwindigkeit in schrittweise Auswertungspunkte um und addiert das Ergebnis zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Ist beispielsweise die tatsächliche Einfahrgeschwindigkeit gleich oder größer als 10 m/s langsamer als die angemessene Einfahrgeschwindigkeit, dann wird jedes Mal, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit 5 m/s niedriger als die angemessene Geschwindigkeit ist, ein Punkt zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten hinzuaddiert. Die Fahrqualifikationsbestimmungspunkte werden immer dann auf Null zurückgesetzt, wenn das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, und es bezeichnet eine höhere Punkteanzahl einen niedrigeren Grad der Fahrqualifikation.
Das Navigationssystem 1 wandelt in Schritt S302 die Anzahl der ausgegebenen Warnungsereignisse in Punkte um und addiert diese Punkte zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Insbesondere wandelt die Zentraleinheit CPU 20 jedes der Ereignisse der Warnungsausgabe, die gemäß dem vorstehend beschriebenen Schritt S230 akkumuliert und addiert wurden, in einen Punkt um, und addiert das Ergebnis zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Selbstverständlich kann die Anzahl der ausgegebenen Warnungsereignisse auch eine gewichtete Bewertung sein.
In Schritt S304 wandelt das Navigationssystem 1 das Warnungsausgabezeitintervall in Punkte um und addiert die Punkte zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Insbesondere wandelt die Zentraleinheit CPU 20 jede einzelne Sekunde des Warnausgabezeitintervalls, wie es in dem vorstehend beschriebenen Schritt S323 addiert wurde, in einen Punkt um und addiert die Punkte zu den Fahrqualifikationsbestimmungspunkten. Selbstverständlich kann das Warnungsausgabezeitintervall auch eine gewichtete Verarbeitung beinhalten.
Das Navigationssystem 1 zeichnet gemäß Schritt S306 die neuen Fahrqualifikationsbestimmungspunkte in der Datenbank auf. Die Zentraleinheit CPU 20 speichert insbesondere in dem Flash-Speicher 18 oder auf dem Festplattenlaufwerk HDD 16 die gemäß der vorstehenden Beschreibung addierten Fahrqualifikationsbestimmungspunkte für die Bedingung unmittelbar bevor das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, in Verbindung mit den Bedingungen (beispielsweise dem Einfahren auf die Autobahn, der Position, der Topografie), der Zeit und dem Datum und dergleichen auf.
In Schritt S308 bestimmt das Navigationssystem 1, ob Fahrqualifikationsbestimmungspunkte gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert in der Datenbank eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder größer für die Bedingung, bei der das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, aufgezeichnet wurden. Insbesondere bestimmt das Navigationssystem 1 den Grad der Fahrqualifikation des Fahrers unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug in die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt. Im Falle einer positiven Bestimmung wird die Fahrqualifikation als "niedrig" eingestellt (Schritt S310). Insbesondere durchsucht die Zentraleinheit CPU 20 die Datenbank unter Verwendung der Bedingung (beispielsweise des Einfahrens auf die Autobahn) und der Fahrqualifikationsbestimmungspunkte als Suchkennwörter, bestimmt die Anzahl der Aufzeichnungen, die mit diesen Bedingungen übereinstimmen, und bestimmt, ob diese Anzahl gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Dabei ist zu beachten, dass der Formattyp, in welchem die Fahrqualifikation aufgezeichnet wird, frei ausgewählt werden kann. Beispielsweise kann die Fahrqualifikation in der Datenbank in einem binären Format jedes Mal aufgezeichnet werden, oder es kann die Fahrbetriebsart in einer Tabelle aufgezeichnet werden, in der die Fahrqualifikationen mit binären Werten für jede Bedingung erneuert werden. Ferner ist die Bestimmung beliebig in Bezug auf den Fall eines niedrigen Grads der Fahrqualifikation. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass der Grad der Fahrqualifikation niedrig ist, falls die Gesamtsumme der Fahrqualifikationsbestimmungspunkte, wie sie in der Datenbank für eine spezifische Bedingung aufgezeichnet ist, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Ferner kann das Navigationssystem 1 die Fahrqualifikationen für verschiedene Fahrer bestimmen. In diesem Fall wird eine Verarbeitung zur Identifikation der Fahrer (beispielsweise durch die Eingabe einer persönlichen Identifikation (ID) für die Fahrer während des Fahrens in dem Fahrzeug) erforderlich, und das Navigationssystem 1 muss die Fahrer in Verbindung mit ihren jeweiligen Fahrqualifikationsbestimmungspunkten speichern. Ferner kann das Navigationssystem 1 die Fahrqualifikationen für verschiedene Zeitperioden bestimmen. Beispielsweise kann ferner unter einer Bedingung, unter der das Fahrzeug in einem Bereich betrieben wird, in dem der Fahrer keine vorherige Fahrerfahrung aufweist, das Navigationssystem 1 die Fahrqualifikationen eines Fahrers unter dieser Bedingung vorhersagen. Insbesondere kann beispielsweise für die Bedingung "unmittelbar vor dem Einfahren auf einer Autobahn" oder die Bedingung "unmittelbar vor dem Einfahren in eine Autobahn von einem Beschleunigungsstreifen, der nicht parallel zu den Hauptfahrspuren ist", falls der Grad der Fahrqualifikationen gelernt wurde, eine angemessene Fahrführung in Abhängigkeit von dem Grad der Fahrqualifikation des Fahrers ausgegeben werden, auch für Bedingungen, in denen das Fahrzeug entlang einer Beschleunigungsspur einer Autobahn fährt, auf der der Fahrer noch keine vorherige Fahrerfahrung hat.
Durch das Lernen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug auf die Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, und durch Ändern der Betriebsart in der Fahrführung gemäß dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug erneut auf die Autobahn-Hauptfahrspuren später einfährt, ist es möglich, die Ausgabe der Fahrführung durch das Navigationssystem 1 zu verhindern, das den Fahrer mit einem hohen Grad an Fahrqualifikation belästigen kann, und es ist ferner möglich, eine detaillierte Fahrführung bereitzustellen, die einem Fahrer mit einer niedrigen Fahrqualifikation eine Unterstützung hinsichtlich eines sicheren Fahrens gibt.
Vorstehend wurde die vorliegende Erfindung entsprechend eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das angewendet wird für eine Einfahrhilfe unter der Bedingung, bei der das Fahrzeug in Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch ebenfalls angewendet werden, beispielsweise bei einer Einparkunterstützung unter der Bedingung, bei der das Fahrzeug in einen Parkplatz einfährt, bezüglich einer Fahrspurwechselunterstützung unter der Bedingung, bei der das Fahrzeug Fahrspuren wechselt, hinsichtlich einer Rechts-Fahrunterstützung unter der Bedingung, bei der das Fahrzeug nach rechts abbiegt, eine Steigungsstartunterstützung unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug ein Bergauffahren (Anfahrt in einer Steigung) beginnt, und einer Umkehrunterstützung unter der Bedingung, unter der das Fahrzeug auf einer Straße umkehrt, auf dem viele Verkehrsunfälle aufgetreten sind.
Das Navigationssystem umfasst eine Bedingungserfassungseinrichtung zur Identifikation, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet, eine Ist- Zustandserfassungseinrichtung zur Erfassung des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands unter der spezifischen Bedingung, eine Angemessen-Zustandsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands gemäß der spezifischen Bedingung, eine Lerneinrichtung zum Lernen des Grads der Fahrqualifikation (Fahrerfahrung) des Fahrers unter der spezifischen Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, und eine Führungseinrichtung zur Abgabe einer Fahrführung in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter der spezifischen Bedingung.

Claims

Navigationssystem, mit: einer Bedingungsidentifikationseinrichtung zur Identifikation, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet, einer Istzustandserfassungseinrichtung zur Erfassung eines tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands unter den spezifizierten Bedingungen, einer Angemessen-Zustandsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands entsprechend den spezifizierten Bedingungen, einer Lerneinrichtung zum Lernen des Grads der Fahrqualifikation eines Fahrers unter den spezifischen Bedingungen auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, einer Führungseinrichtung zur Ausgabe einer Fahrführung in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter den spezifischen Bedingungen.
Navigationssystem nach Anspruch 1, ferner mit einer Warneinrichtung zur Ausgabe von Warnungen unter den spezifischen Bedingungen auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, wobei die Lerneinrichtung den Grad der Fahrqualifikation auf der Basis der Ausgabehäufigkeit der Warnungen lernt.
Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bedingungsidentifikationseinrichtung bestimmt, dass sich das Fahrzeug in der spezifischen Bedingung befindet, auf der Basis der Bedingung, die mittels einer Bedingungserfassungseinrichtung erfasst wurde zur Erfassung der Bedingung des Fahrzeugs.
Navigationssystem nach Anspruch 3, wobei die Bedingungsidentifikationseinrichtung bestimmt, dass sich das Fahrzeug in einer spezifischen Bedingung befindet, und dass das Fahrzeug in Autobahn-Hauptfahrspuren einfährt, auf der Basis der mittels der Bedingungserfassungseinrichtung erfassten Bedingung.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Istzustandserfassungseinrichtung den tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand erfasst, der den Lenkwinkel beinhaltet.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Istzustandserfassungseinrichtung einen tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand erfasst, der die Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Istzustandserfassungseinrichtung einen tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustand erfasst, der den Abstand zwischen dem Fahrzeug des Fahrers und nahen Fahrzeugen beinhaltet.
Navigationsverfahren, mit den Schritten: Bestimmen, dass sich das Fahrzeug in einer vorbestimmten spezifischen Bedingung befindet, Erfassen des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands unter der spezifischen Bedingung, Bestimmen des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands in Abhängigkeit von der spezifischen Bedingung, Lernen des Grads der Fahrqualifikation des Fahrers unter der spezifischen Bedingung auf der Basis des tatsächlichen Fahrzeugsteuerungszustands und des angemessenen Fahrzeugsteuerungszustands, und Ausgabe der Fahrführung in Abhängigkeit von dem gelernten Grad der Fahrqualifikation unter der spezifischen Bedingung.