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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Referenzierung insbesondere
für Kartendaten
für Navigationssysteme,
sowie ein System zur Durchführung
eines solchen Verfahrens.
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Stand der
Technik
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Bei
Navigationssystemen werden heute digitale Karten zur Darstellung
und Zielführung
benutzt. In diesen Karten werden Straßen durch sogenannte Kanten
repräsentiert
und Kreuzungen oder Abzweigungen von Straßen werden durch Knoten repräsentiert.
Dabei besteht eine Kante aus einem oder einer Mehrzahl von vorzugsweise
geraden Linienelementen, die dazu dienen, den realen Straßenverlauf
möglichst
gut abzubilden.
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Navigationssysteme
bestimmen nicht nur eine Route aufgrund der gespeicherten digitalen
Karten, sondern sie referenzieren Verkehrsstörungen und die dazugehörigen Umleitungen
um dadurch geeignetere Routen unter Berücksichtigung solcher Verkehrsstörungen zu
bestimmen. Die Referenzierung von Ereignissen, wie Verkehrsstörungen und der
dazugehörigen
Umleitungen, auch Locations genannt, erfolgt mittels einer Tabelle.
In einer solchen Tabelle werden einer begrenzten Anzahl von solchen Ereignissen
feste Codes zugeordnet, die beispielsweise durch den Verkehrsnachrichtenkanal
(Traffic Message Channel) vorgegeben werden. Aufgrund der insgesamt
begrenzten Anzahl von Codes können allerdings
lediglich Straßenabschnitte
von Autobahnen oder ausgewählten
wichtigen Bundesstraßen
referenziert werden. Für
die vielfältigen
innerstädtischen
Verkehrssituationen ist dieses Verfahren daher allerdings nicht
geeignet.
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Zur
Referenzierung werden Kanten und Knoten durch geografische Koordinaten
einer Position zugeordnet. Hinsichtlich der digitalen Karten gibt
es mehrere Hersteller, so dass es hinsichtlich der Abbildung der
realen Straßentopologie
bei den verschiedenen angebotenen digitalen Karten auf dem Markt innerhalb
einer gewissen Toleranz Unterschiede gibt, die Auswirkungen auf
die Referenzierung haben können.
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Wenn
einem Navigationssystem eine örtlich genau
bestimmte Zusatzinformation als Datensatz, wie eine Verkehrsstörung, ein
Restaurant oder eine Änderung
im Straßennetz,
mitgeteilt werden soll, ist diese Toleranz zu berücksichtigen,
da ansonsten nicht bei allen mit verschiedenen digitalen Karten
versehenen Navigationssystemen diese Mitteilung richtig zugeordnet
werden kann, da die digitalen Karten der Informationsanbieter nicht
vollständig
deckungsgleich sind mit den digitalen Karten der Navigationssysteme.
Daher reicht es in der Regel nicht aus, einfach nur die Koordinaten
der Zusatzinformation mitzuteilen. Hier sind daher weitere Informationen
als Daten mitzuteilen, die sich auf die Umgebung der Koordinate
der Zusatzinformation beziehen, damit die Zusatzinformation lagerichtig
in der jeweiligen verwendeten digitalen Karte eingepasst werden
kann.
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Aus
dem Stand der Technik sind bei dem Projekt AGORA zur Georeferenzierung
Verfahren bekannt, wie mit zusätzlich übertragenen
Daten eine geografische Position exakter referenziert werden kann.
Diese Verfahren zeigen jedoch noch Fehler im Bereich von 1 bis 5%.
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Darstellung
der Erfindung, Aufgabe, Lösung,
Vorteile
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das insbesondere
bei der Anwendung für
Navigationssysteme die Effizienz, die Genauigkeit und/oder die Zuverlässigkeit
von Referenzierungen einer Position verbessert. Weiterhin ist es
die Aufgabe, ein System zu schaffen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
ein Verfahren zur Referenzierung von Daten mit einem Server mit
in einem Speicher gespeicherten Kartendaten und zumindest einem
Client mit in einem Speicher gespeicherten Kartendaten, wobei der Server
mit dem zumindest einen Client in bidirektionaler Kommunikation
zum Austausch von Daten steht und der Server Unterschiede zwischen
den Kartendaten des Servers und des zumindest einen Clienten bestimmt.
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Weiterhin
ist es zweckmäßig, wenn
der Server und der zumindest eine Client Daten zur Referenzierung
austauschen. Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn der Server einen
Datensatz einer Genauigkeit und/oder einer Übereinstimmungs-wahrscheinlichkeit
einer Referenz zu einer Position von dem zumindest einen Client übertragen
bekommt oder empfängt.
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Ebenso
ist es zweckmäßig, wenn
der Client einen Datensatz einer Referenz zu einer Position von dem
Server übertragen
bekommt oder empfängt, welcher
zuvor von dem Server erzeugt wurde. In diesem Falle kann der Client
die empfangenen Daten dekodieren und die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
berechnen und im Falle, dass die berechnete Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
geringer als die geforderte Übereinstimmungswahrscheinlichkeit ist,
wird das Ergebnis der Dekodierung an den Server gesendet oder übertragen.
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Es
ist erfindungsgemäß weiterhin
zweckmäßig, wenn
der Server das dekodierte Ergebnis mit der referenzierten Position
vergleicht und dem Client eine Bestätigung der erreichten Übereinstimmungswahrscheinlichkeit übersendet
und/oder einen weiteren Datensatz erzeugt zur Referenzierung im
Server und zur Übertragung
an den Client und/oder eine Beschreibung der Abweichung an den Client
sendet.
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Auch
ist es zweckmäßig, wenn
weiterhin im Server ein Eintrag in eine Datenbank erfolgt, die bei späterer Referenzierung
berücksichtigt
wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Client ein Navigationssystem ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe bezüglich
des Systems gelöst
mit einem System mit einem Server mit in einem Speicher gespeicherten
oder speicherbaren Kartendaten und zumindest einem Client mit in
einem Speicher gespeicherten oder speicherbaren Kartendaten, wobei
der Server mit dem zumindest einen Client mittels Kommunikationsmitteln
in bidirektionaler Kommunikation zum Austausch von Daten steht und
für den
Server Unterschiede zwischen den Kartendaten des Servers und des zumindest
einen Clienten beispielsweise mittels Bestimmungsmitteln bestimmbar
sind. Die Kommunikationsmittel sind dabei vorzugsweise Mittel zur Funk-
oder Mobilfunkkommunikation. Die Bestimmungsmittel umfassen vorteilhaft
Mittel zum Vergleich von zumindest ausschnittweisen Kartendaten, wobei
Unterschiede ermittelbar sind. Zweckmäßiger Weise sind die Bestimmungsmittel
mittels eines Prozessors mit Anwendungsprogrammen realisierbar.
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Dabei
ist es zweckmäßig, wenn
der Server und der Client Daten zur Referenzierung mittels den Kommunikationsmitteln
austauschen.
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Weiterhin
ist es zweckmäßig, wenn
für den Server
ein Datensatz einer Genauigkeit und/oder einer Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
einer Referenz zu einer Position von dem Client mittels der Kommunikationsmittel
empfangbar ist. Ebenso ist es zweckmäßig, wenn für den Client ein Datensatz
einer Referenz zu einer Position von dem Server mittels der Kommunikationsmittel
empfangbar ist, welcher zuvor von dem Server mittels Erzeugungsmittel
erzeugbar ist. Die Erzeugungsmittel sind vorzugsweise Mittel, welche
die Erzeugung einer Referenz ermöglichen.
Zweckmäßiger Weise
sind die Erzeugungsmittel mittels eines Prozessors mit Anwendungsprogrammen
realisierbar.
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Weiterhin
ist es zweckmäßig, wenn
für den Client
die empfangbaren Daten dekodierbar sind und die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
berechenbar ist und im Falle, dass die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
geringer als die geforderte ist, das Ergebnis der Dekodierung an
den Server übertragbar ist.
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Erfindungsgemäß ist es
zweckmäßig, wenn für den Server
das dekodierte Ergebnis mit der referenzierten Position vergleichbar
ist und dem Client eine Bestätigung
der erreichten Übereinstimmungswahrscheinlichkeit übersendbar
ist und/oder ein weiterer Datensatz erzeugbar ist zur Referenzierung
im Server und zur Übertragung
an den Client und/oder eine Beschreibung der Abweichung an den Client sendbar
ist.
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Auch
ist es zweckmäßig, wenn
weiterhin im Server ein Eintrag in eine Datenbank vornehmbar ist, die
bei späterer
Referenzierung berücksichtigbar
ist.
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Hinsichtlich
des System ist es zweckmäßig, wenn
der Client ein Navigationssystem ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1a eine
schematische Darstellung einer Kommunikation zwischen Server und
Client;
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1b eine
schematische Darstellung eines Navigationssystems als Client;
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2 ein
Blockschaltbild zum Ablauf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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3a eine
Darstellung eines Straßenabschnitts;
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3b eine
Darstellung einer eine Straße repräsentierenden
Kante;
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3c eine
Darstellung einer eine Straße repräsentierenden
Kante; und
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3d eine
Darstellung einer eine Straße repräsentierenden
Kante.
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Bevorzugte
Ausführung
der Erfindung
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Die 1a zeigt
schematisch eine Darstellung eines Systems 1 zum Datenaustausch
zwischen einem Server 2 mit Speicher 7 und Prozessor
und Clienten 3, 4, 5, bei welchem eine
Kommunikation 6 zwischen dem Server und den jeweiligen
Clienten durchführbar
ist. Diese Kommunikation 6 ist vorteilhaft eine bidirektionale
Kommunikation. Diese kann beispielsweise mittels Mobilfunk- oder
Mobiltelefonanwendungen erfolgen.
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Die
Clienten 3, 4, 5 sind vorzugsweise Navigationssysteme
insbesondere von Fahrzeugen, die mittels abgespeicherter digitaler
Karten Routenvorschläge
zu eingebbaren oder identifizierbaren Zielobjekten durchführen.
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1b zeigt
schematisch ein Navigationssystem 10 als Client, mit einer
Anzeigeeinheit 11, einem Speicher 13 und zumindest
einem Bedienelement 12 und einem Prozessor 15.
Weiterhin verfügt das
Navigationssystem über
eine Kommunikationseinheit 14 zur Kommunikation mit einem
Server. Diese Kommunikation kann durch Datenempfang, Datenaussenden
und/oder Datenaustausch erfolgen.
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Das
Navigationssystem 10 hat in seinem Speicher 13 eine
vorzugsweise digitale Karte gespeichert, auf dessen Basis es Routenvorschläge zur Erreichung
eines vorgebbaren Zieles durchführt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Referenzierung insbesondere von Positionen wird vorzugsweise
von Client-Server-Systemen durchgeführt, bei welchem ein Client
ein Navigationssystem ist, das vorteilhaft eine dynamische Verkehrslenkung oder
Routenplanung vorsieht oder eine Funktion beinhaltet, die automatische
Aktualisierungen von Daten, wie Kartendaten, vorsieht.
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Im
Falle, dass ein Navigationssystem eine Referenz auf eine Position
benötigt,
sind die Anforderungen an die Präzision
und Zuverlässigkeit
der Referenz von der beabsichtigten Verwendung dieser Referenz abhängig. Geringe
Anforderungen können dann
bestehen, wenn ein großflächiges Gebiet
referenziert werden soll, bei welchem im Allgemeinen von einer präzisen lokalen
Verkehrsführung
ausgegangen werden kann, wie beispielsweise die Verkehrsführung in
einem Freizeitpark. Wenn eine Referenz verwendet werden soll, um
eine dauerhafte Veränderung
in der verwendeten Karte durchzuführen, ist hingegen eine hohe
Anforderung an die Zuverlässigkeit
der Referenz gegeben, da anderenfalls sich Fehler der Referenz bei
weiteren Maßnahmen
aufbauend auf dieser Referenz fortpflanzen. Insbesondere bei Baustellen
oder Verkehrstörungen
und diesbezüglichen
Verkehrsumleitungen ist eine hohe Anforderung an die Referenz gegeben,
da in solchen Fällen
eine spurgetreue Referenzierung erforderlich ist.
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Somit
ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Referenzierung,
was dazu verwendet werden kann, dass situationsabhängige Anforderungen
der Referenzierung realisiert werden können.
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Wenn
das Navigationssystem als Client eine erste Referenz auf eine Position
von dem Server erhält,
kann eine Plausibilisierung der Referenz durch den Client durchgeführt werden.
Diese Plausibilisierung kann beispielsweise abfragen, ob entscheidende
Kriterien erfüllt
sind, wie z.B., ob alle zur Referenzierung vorhandene Komponenten
in der Karte und/oder im Datensatz vorhanden sind und/oder wie groß Abweichungen
der Koordinaten sind und/oder ob alle Parameter der Referenz stimmen
und/oder ob eine Streckenführung
plausibel ist. Insbesondere hinsichtlich der Streckenführung kann
auf die Fahrtrichtung beispielsweise einer Einbahnstraße oder
auf ähnliche
lokale Gegebenheiten geachtet werden.
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Wenn
aufgrund dieser Plausibilisierung erkannt wird, dass die Anforderungen
an die Präzision oder
Zuverlässigkeit
der Referenz nicht erfüllt
sind, kann das Navigationssystem als Client in einem weiteren Verfahrensschritt
das Ergebnis der Referenzierung zusammen mit Merkmalen aus dem Umkreis der
referenzierten Position an den Server senden. Der Server kann dann
in einem weiteren Schritt das Problem analysieren und im Falle einer
fehlerhaften Referenzierung Korrekturen der Referenzierung vornehmen.
Für den
Fall, dass die Ursache der fehlerhaften Referenzierung eine unterschiedliche
Geometrie der von Client oder Server verwendeten digitalen Karten
ist, kann dieser Unterschied in einer Tabelle, Datenbank und/oder
Datei abgelegt werden, so dass dieses Ergebnis bei weiteren Referenzierungen
in der Art verwendet werden kann, dass eine Referenz erzeugbar ist,
die trotz des Unterschieds in den Karten ein korrektes Ergebnis
liefert.
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Bei
einer bidirektionalen Kommunikation kann durch die Kenntnis der
Daten im Zielclient eine individuelle sehr effiziente Referenz erstellt
werden, die keine Daten enthält,
die vom Zielclient nicht benötigt
werden würde.
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Die 2 zeigt
ein Diagramm, bei welchem ein Verfahrensablauf zur Referenzierung
einer Position schematisch dargestellt ist. Das Verfahren basiert
auf einer bidirektionalen Kommunikation zwischen eine Server und
einem Client, wie einem Navigationssystem.
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In
Block 20 wird zur Referenzierung von dem Client ein Datensatz
mit der benötigten
Genauigkeit und Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
der Position an den Server geschickt. In Block 21 erzeugt
der Server einen ersten Datensatz zur Referenzierung im Server und
sendet diesen Datensatz an den Client.
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In
Block 22 dekodiert der Client diesen Datensatz im Client
und berechnet die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit.
Für den
Fall, dass die berechnete Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
geringer ist als die geforderte Übereinstimmungswahrscheinlichkeit,
wird das Ergebnis der Dekodierung an den Server gesendet, siehe
Block 23. In Block 24 erfolgt ein Vergleich zwischen
dem Ergebnis der Dekodierung und der zu referenzierenden Position
im Server.
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Anschließend erfolgt
in Block 25, dass der Server an den Client einen Datensatz
mit der Information schickt, dass die Übereinstimmungswahrscheinlichkeit
erreicht ist. Weiterhin erfolgt in Block 26 eine Erzeugung
eines erweiterten Datensatzes zur Referenzierung im Server und dessen Übertragung
an den Client. In Block 27 erfolgt die Beschreibung der
Abweichung und deren Übertragung
zum Client.
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Im
Fall von Block 26 oder 27 kann weiterhin im Server
ein Eintrag gemäß Block 28 in
eine Problemdatenbank erfolgen, damit der berechnete erweiterte
Datensatz und/oder die Beschreibung der Abweichung bei späteren Referenzierungen
der Position wieder berücksichtigt
werden kann. Die Vorgehensweise gemäß 2 kann angewendet
werden, wenn der Server eine Referenzierung ohne Kenntnis aller
möglichen
Karten der Clienten durchführt.
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Die 3a zeigt
schematisch die möglichen Darstellungen
eines Straßenabschnittes
einer vierspurigen Straße.
In 3a ist die reale Situation dargestellt. Die Straße 50 mit
ihren vier Fahrspuren 51, 52 ist in Abschnitt 53 mit
jeweils zwei Fahrspuren in eine Fahrrichtung mit einem Mittelstreifen
als weiße Doppellinie
dargestellt. Bei Punkt 54 wird die Trennung der Fahrspuren
durch einen Grünstreifen 55 mit Mittelleitplanke
realisiert, der v-förmig
beginnt. Anschließend
verlaufen jeweils zwei Fahrspuren rechts und links des Grünstreifens 55.
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In
der 3b ist die reale Situation der Straße aus 3a von
einem Kartenanbieter A als etwa y-förmiger Kantenverlauf dargestellt.
Die Kante 60 repräsentiert
den Straßenverlauf
in Abschnitt 53, bei welchem die Fahrspuren nur durch die
Doppellinie getrennt sind. Ab dem Punkt 61 trennen sich
die Fahrspuren repräsentierenden
Kanten 62, 63 rechts und links des Grünstreifens
und laufen dann parallel weiter nach oben.
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Die 3c zeigt
eine Darstellung der gleichen Straße in einer Karte eines anderen
Kartenanbieters B. Dabei werden die jeweiligen entgegengesetzten
Fahrspuren durch zwei durchgängige
parallele Linien 70, 71 dargestellt.
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Es
ist somit zu erkennen, daß die
Straßensituation
in verschiedenen Karten durch unterschiedliche Gestaltungen der
verwendeten Kanten realisiert werden kann. Wenn nun aufgrund der
Karte des Anbieters A ein Teilstück
der Straße
referenziert wird, das im unteren Teil der Straße beginnt und im oberen Teil
nach der Verzweigung aufgrund des Grünstreifens endet, kann diese
Referenz in der Karte des Anbieters der Karte B so verstanden werden,
also ob ein Spurwechsel erfolgt, siehe 3d. Dort
ist der Spurwechsel durch die Linie 80 eingezeichnet. Unter
der Annahme, dass die Referenz geschickt wurde, weil das Navigationssystem
alle Verkehrsstörungen
auf einer geplanten Route angefordert hat, dann gibt es für das Navigationssystem
auf diese Referenz verschiedene Interpretationsmöglichkeiten.
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Einerseits
kann die Referenz so interpretiert werden, als ob wegen einer Vollsperrung
der Fahrspur der Verkehr auf die Gegenfahrspur geleitet wird.
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Andererseits
kann auch eine falsche Dekodierung möglich sein. Das Navigationssystem
wird dann den Kartenausschnitt und die dekodierte Referenz zum Server
schicken. Dort wird dann der Unterschied in den Karten des Navigationssystems
und des Servers und seine Auswirkungen aus- und bewertet. Darauf
hin kann der Server eine neue Referenz bestimmen. Beispielsweise
kann durch Verringerung des seitlichen Versatzes oder durch Verwendung
von weiteren Geometrien eine Referenz erzeugt werden, die von den
Clienten unabhängig
von der verwendeten Karte korrekt dekodiert wird. Der Unterschied
wird dann in einer Datenbank gespeichert und bei weiteren Referenzierungen
dieses Abschnitts der Straße
berücksichtigt.