DE102006054741A1

DE102006054741A1 - Navigationssystem

Info

Publication number: DE102006054741A1
Application number: DE102006054741A
Authority: DE
Inventors: Stefan Sachs
Original assignee: Sachs Stefan Dr
Current assignee: Sachs Stefan Dr
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Navigationssysteme sind für die Ermittlung von korrekten und optimierten Fahrrouten auf aktuelle Kartendaten angewiesen. Bei bekannten Navigationssystemen werden diese Kartendaten auf Datenträgern verteilt. Das führt dazu, daß die im Navigationssystem vorhandenen Kartendaten häufig nicht aktuell sind. Routen auf Anforderung auf zentralen Servern mit aktuellem Kartenmaterial zu berechnen und auf das Navigationssystem zu übertragen, ist mit hohen Kosten für Datenübertragung und Bereitstellung der Rechenkapazität verbunden. Ein Navigationssystem kann erkennen, wenn eine Strecke befahren wird, die nicht im Kartenwerk erfaßt ist. Die beim Befahren dieser Strecke erfaßten Positionsdaten können nach Überprüfung dem Kartenmaterial zugefügt werden. Durch den Abgleich von Positionsdaten, die von mehreren derartigen Navigationssystemen erfaßt wurden, kann die Qualität der Kartenergänzungen verbessert und der Umfang erweitert werden. Dieser Abgleich erfolgt, indem neu erfaßte Strecken und Kartenaktualisierungen über ein Netzwerk entweder dezentral oder über einen zentralen Server verteilt werden. Beim Einsatz eines zentralen Servers sind zusätzliche Qualitätssicherungsmaßnahmen durch eine Redaktion oder durch Benutzerpartizipation (Wiki) möglich. Das Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Aktualisierung des Kartenwerks eines Navigationssystems zu geringen Kosten.

Description

Die geographischen Daten für Navigationssysteme werden zentral erfaßt. Änderungen werden durch Updates in Abständen von mehr als sechs Monaten verteilt, so daß regelmäßig unvollständige Daten zu falschen oder nicht optimalen Routen führen.
Alternativ werden Routen über eine Datenverbindung von einem zentralen Server angefordert, dort berechnet und dann die Streckeninformationen an das Navigationssystem übermittelt. Hier entsprechen die berechneten Routen dem aktuellen, zentralen Datenbestand, allerdings fallen erhebliche Kosten für die zentrale Berechung und die Übertragung der Routendaten an.
Das in Patentanspruch 1 beschriebene Navigationssystem ergänzt nicht im Kartenwerk vorhandene Strecken, sobald diese befahren werden.
Der Streckenverlauf wird in einem Navigationssystem anhand der kontinuierlich erfaßten Positionsdaten (Satellitennavigation, eventuell ergänzt durch zusätzliche Sensorik) ermittelt. Die so gewonnenen Positionsdaten werden gegen die bekannten Kartendaten abgeglichen um die aktuelle Position des Fahrzeugs im durch die Kartendaten erfaßten Straßennetz zu bestimmen.
Wenn in einem Navigationssystem nach Patentanspruch 1 keine Übereinstimmung zwischen Position des Fahrzeugs und im Kartenwerk vorhandenen Straßenverläufen festgestellt werden kann, dann werden die Positionsdaten des Streckenverlaufs kontinuierlich gespeichert, bis wieder eine Übereinstimmung mit den vorhandenen Kartendaten festgestellt werden kann. Um die vollständige Erfassung aller Positionsdaten, seit dem Verlassen des in dem Kartenwerk gespeicherten Straßennetzes zu sichern, müssen in einem Ringpuffer stets so viele Positionsdaten zwischengespeichert werden, daß alle Positionen von dem Punkt ab, an dem das im Kartenwerk erfaßte Straßennetz verlassen wurde, zu dem Zeitpunkt noch vorhanden sind, an dem das System erkennt, daß die aktuelle Position nicht mehr im Kartenwerk enthalten ist.
Diese so gewonnenen Positionsdaten beschreiben dann den Verlauf eines bisher in den Kartendaten nicht erfaßten Streckenabschnitts. Anhand der beim Befahren ermittelten Geschwindigkeiten können die befahrenen Straßen klassifiziert werden. Zusatzinformationen (z.B. Geschwindigkeitsbegrenzungen, Gefahrenstellen, Überwachungsvorrichtungen) können von den Benutzern bei der Erfassung ergänzt werden.
Durch statistische Verfahren beim Abgleich vieler auf diese Weise gewonnenen Daten können ungültige Daten (Querfeldeinfahrten) erkannt werden und sowohl die Präzision der Streckenerfassung als auch die Zuverlässigkeit der Klassifikation verbessert werden.
Es ist also möglich, nach mehrfachem Befahren eines in den Kartendaten nicht enthaltenen Streckenverlaufs und Abgleich der hierbei gewonnenen Daten, die Kartendaten mit einer ausreichend genauen Beschreibung des neu erfaßten Streckenverlaufs zu ergänzen.
Dieser Vorgang läßt sich dadurch beschleunigen und auf größere Gebiete ausweiten, daß mehrere Navigationssysteme die erfaßten Daten miteinander direkt oder über eine Zentrale austauschen.
Über ein Netzwerk werden die neu ermittelten Strecken zwischen den Datenbeständen der teilnehmenden Navigationssysteme verteilt und abgeglichen. Wenn genügend Streckendaten vorliegen, werden daraus Ergänzungen der Kartendaten erzeugt und diese wiederum über das Netzwerk verteilt. Auf diese Weise werden die geographischen Datenbestände der beteiligten Navigationssysteme kontinuierlich aktuell gehalten. In den Navigationssystemen gespeicherte, neu erfaßte Streckenverläufe werden dann wiederum mit den Aktualisierungen des Kartenmaterials verglichen und bei Übereinstimmung gelöscht.
Für Verteilung und Abgleich der Daten kommen verschiedene Netzwerke in Betracht:
Bei portablen Navigationssystemen ist ein regelmäßiger Abgleichvorgang über ein öffentliches Netzwerk (Internet) mit zentralen Servern möglich. Dort ist dann auch eine redaktionelle Nachbearbeitung entweder über eine zentrale Redaktion oder durch die Benutzer (Wild) möglich.
Bei fest in den Fahrzeugen eingebauten Systemen ist der Zugang zu öffentlichen Netzwerken naturgemäß beschränkt (WLAN in der heimatlichen Garage) bzw. teuer (GSM/UMTS). Es ist auch denkbar, über Ad-hoc-Netzwerke von Fahrzeug zu Fahrzeug den Datenabgleich vorzunehmen. In diesem Fall würde der Datenabgleich in den Navigationssystemen vorgenommen. Möglich ist auch eine Kombination aus serverbasiertem und Ad-hoc Abgleich.

Claims

Ein Navigationssystem, bestehend aus einem im Fahrzeug gespeicherten erweiterbaren Kartenwerk aus bekannten geographischen Daten von Straßenverläufen, im Folgenden als Kartendaten bezeichnet, einer kontinuierlichen Erfassung der Fahrzeugposition durch Satellitennavigation, eventuell ergänzt durch die Erfassung der gefahrenen Strecke, der Geschwindigkeit und Fahrtrichtung durch weitere Sensoren, dadurch gekennzeichnet, daß durch kontinuierlichen Abgleich der Fahrzeugposition mit den Daten des Kartenwerks eine Fahrstrecke, die nicht im Kartenwerk erfaßt ist, als neu erkannt wird und gespeichert wird. Diese neu erfaßten Fahrstrecken werden im Folgenden als Streckendaten bezeichnet.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckendaten durch Geschwindigkeitsprofile ergänzt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckendaten durch manuell von einer im Fahrzeug befindlichen Person eingegebene Zusatzinformationen ergänzt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrfach erfaßte Streckendaten miteinander verglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung in Kartendaten überführt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationssystem über eine drahtlose Datenverbindung, im Folgenden als Ad-hoc-Netzwerk bezeichnet, mit anderen Navigationssystemen nach Anspruch 1 Verbindung aufnehmen kann.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß erfaßte Streckendaten mit einer eindeutigen Kennung versehen werden und über ein Ad-hoc-Netzwerk an andere Navigationssysteme nach Anspruch 5 übermittelt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übermittelten Streckendaten in den beteiligten Navigationssystemen verglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung den Kartendaten zugefügt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übermittelten Streckendaten in den beteiligten Navigationssystemen anhand der Geschwindigkeitsprofile klassifiziert und diese Klassifikationen den Kartendaten zugefügt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die manuell eingegebenen Zusatzinformationen für die übermittelten Streckendaten in den beteiligten Navigationssystemen verglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung den Kartendaten zugefügt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kartendaten zugefügten Streckendaten, im Folgenden als Kartenupdates bezeichnet, über das Ad-hoc-Netzwerk an die beteiligten Navigationssysteme verteilt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Streckendaten sowie weitere, neu empfangene Kartenupdates mit bisher über das Ad-hoc-Netzwerk empfangenen Kartenupdates abgeglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung aus dem System entfernt und somit nicht mehr weiterverteilt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Datenverbindung mit einer Zentrale, im folgenden als Server bezeichnet, aufnehmen kann.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Streckendaten an den Server übermittelt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kartenupdates vom Server empfangen werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Streckendaten mit den empfangenen Kartenupdates abgeglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung aus dem System entfernt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Server empfangenen Streckendaten dort mit von anderen Navigationssystemen nach Anspruch 12 empfangenen Streckendaten abgeglichen werden und bei ausreichender Übereinstimmung als Kartenupdates verteilt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Server übermittelten Streckendaten, Geschwindigkeitsprofile und Zusatzinformationen dort von einer Redaktion mit von anderen Navigationssystemen nach Anspruch 12 empfangenen Streckendaten verglichen und durch weitere Zusatzinformationen ergänzt werden und dann als Kartenupdates verteilt werden.
Ein Navigationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Server empfangenen Streckendaten, Geschwindigkeitsprofile und Zusatzinformationen dort von Benutzern mit von anderen Navigationssystemen nach Anspruch 12 empfangenen Streckendaten verglichen und durch weitere Zusatzinformationen ergänzt werden (Wiki) und dann als Kartenupdates verteilt werden.