DE102007032956B4

DE102007032956B4 - Fahrzeugnavigationssystem im Netzwerkverbund mit Navigationssystemen anderer Fahrzeuge mit Filterung des Dateneingangs sowie zur Ermittlung von Verkehrsstörungen

Info

Publication number: DE102007032956B4
Application number: DE102007032956A
Authority: DE
Inventors: Lucia Schaub; Zora Schaub
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHAUB, LUCIA, 38875 ELBINGERODE, DE; SCHAUB, ZORA, 38875 ELBINGERODE, DE
Priority date: 2007-07-14
Filing date: 2007-07-14
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2027-07-15
Also published as: DE102007032956A1

Abstract

Navigationssystem (1) für ein Fahrzeug, bestehend aus
– einer Eingabeeinheit (2) zur Eingabe von Start- und Zielpunkt, sowie weiterer Parameter,
– einer Ausgabeeinheit (3) zur Ausgabe von ausgewerteten und aufbereiteten Daten,
– einer Empfangseinheit (4) zum Empfang von Fahrzeugdaten anderer Fahrzeuge,
– einer Sendeeinheit (5) zur Übermittlung eigener Fahrzeugdaten an andere Fahrzeuge,
– einem GPS-Modul (6),
– einer Speichereinheit (7), welche aus einer Datenbank für die erhaltenen Fahrzeugdaten besteht,
– einer Verarbeitungseinheit (8), die mit den sechs zuvor genannten Systemkomponenten (2, 3, 4, 5, 6, 7) gekoppelt ist, in welcher eine digitale Straßenkarte hinterlegt ist, sowie die empfangenen Daten erfasst und ausgewertet werden und eigene Daten zur Übermittlung aufbereitet werden,
wobei es ausschließlich in einem Netzwerkverbund mit gleichartigen Navigationssystemen anderer Fahrzeuge betrieben wird, wobei jedes Fahrzeug im Netzwerk an alle anderen Fahrzeuge im Netzwerk Daten sendet und von allen anderen Fahrzeugen im...

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugnavigationssystem im Netzwerkverbund mit Navigationssystemen anderer Fahrzeuge und Verfahren zur Filterung des Dateneingangs sowie zur Ermittlung von Verkehrsstörungen.
Aus DE 199 03 909 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Gewinnung relevante Verkehrsinformationen und zur dynamischen Routenoptimierung bekannt. Weitere Verfahren und Strategien zur Routenoptimierung sind aus DE 199 36 114 A1 DE 102 30 832 A1 , DE 100 16 856 A1 , DE 10 2005 029 662 A1 , DE 197 50 775 A1 , DE 10 2005 013 648 A1 sowie aus C. Lochert et al.: „A routing strategy for vehicular ad hoc networks in city environments", Intelligent Vehicles Symposium, 2003, Proceedings, IEEE, pp. 156–161 (2003) bekannt.
Navigationssysteme dienen – insbesondere bei Kraftfahrzeugen – dazu, die Fahrtroute von einem Start- zu einem Zielpunkt zu ermitteln. Dabei ist in dem Navigationssystem üblicherweise eine digitale Landkarte hinterlegt und es ist eine Vorrichtung eingebaut, die die aktuelle Position des Fahrzeugs ermittelt – üblicherweise per GPS (Global Positioning System).
Bekannte Kraftfahrzeuge versenden sogenannte FCD (Floating Car Data). Das dafür eingesetzte System besteht aus einem GPS-Gerät, einem GSM-Modul – in Zukunft werden sicher vermehrt UMTS-Module eingesetzt – und einem Endgerät, welches die Daten zur Versendung aufbereitet, sowie eingehende Daten verarbeitet und auf einem Display ausgibt. GPS- und GSM-Module sind heute in vielen Fahrzeugen auch ohne FCD-Funktionalität bereits vorhanden. Die FCD-Informationen werden als Perlenketten an eine FCD-Zentrale übermittelt, d. h. einzelne Punkte der Fahrstrecke werden mit Ortskoordinaten und Zeitstempel versehen. In der FCD-Zentrale werden dann die einkommenden Daten mit einer digitalen Karte abgeglichen. Wird ein Verkehrsproblem von der FCD-Zentrale festgestellt, sendet sie ein Signal mit Angabe entsprechender Ausweichmöglichkeiten an die einzelnen FCD-Teilnehmer. Das Endgerät im Fahrzeug unterzieht die empfangenen Daten einer Plausibilitätsprüfung und gibt auf dem Display eine Alternativroute aus, wenn das Verkehrsproblem auf der aktuellen Fahrstrecke liegt.
Die Anpassung der Routenführung bei Verkehrsbehinderungen, wie Staus oder zäh fließendem Verkehr, ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal jedes Navigationssystems. Die bloße Berücksichtigung von Daten stationärer Staumelder oder des TMC (Traffic Message Channel), welcher Verkehrsdaten in digitalisierter Form bereitstellt, ist in aller Regel nicht ausreichend, weil die Qualität dieser Daten – insbesondere was ihre Aktualität anbelangt – oft zu wünschen übrig lässt.
Das Umfahren von Verkehrsbehinderungen ist auch aus Umweltgesichtspunkten von Bedeutung. Wenn ein Fahrzeug für eine Strecke länger braucht als üblich, werden zusätzliche Schad stoffe an die Umwelt abgegeben. Stau oder niedrige Geschwindigkeiten, wie etwa beim Schrittfahren, sind umweltschädlich. Ein permanenter Verkehrsfluss – evtl. über Alternativrouten – führt schneller ans Ziel und schont gleichzeitig die Umwelt, auch wenn etwas mehr Zeit in Anspruch genommen wird, als bei der ursprünglich geplanten Streckenführung.
Es gibt viele Veröffentlichungen, die sich mit der Berücksichtigung von Verkehrsbehinderungen in Navigationssystemen beschäftigen. Die Patentschrift DE 196 38 515 B4 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuordnung von Nachrichten – insbesondere Verkehrsnachrichten – bei dem der aktuelle Standort des Fahrzeugs bestimmt wird und wenn dieser im Bereich einer Verkehrsstörung liegt, werden die entsprechenden Meldungen an das betroffene Fahrzeug weitergeleitet. Die Patentanmeldung DE 102 00 758 A1 gibt ein Verfahren und ein System zur Zielführung von Fahrzeugen an, in welchem Zusatzinformationen von einer externen Sendeeinheit empfangen werden, mit deren Hilfe die optimale Route ermittelt wird. Das Patent DE 102 18 636 A1 beschreibt ein Verfahren, durch welches in einer externen Verkehrsdatenzentrale Verkehrsstörungen außerhalb der für das Fahrzeug berechneten optimalen Route ermittelt werden, die eine Änderung der optimalen Fahrtroute bewirken könnten. Falls erforderlich wird eine neue Route berechnet und das Fahrzeug darüber informiert.
Alle oben genannten Veröffentlichungen behandeln Verkehrsstörungen mit Informationen, die von einer zentralen Stelle empfangen werden, etwa von einer Verkehrsdatenzentrale. Die Abhängigkeit von nur einer oder sehr wenigen zentralen Datenquellen ist der Dynamik des heutigen Straßenverkehrs nicht mehr angemessen. Dies wird besonders an der oft mangelnden Qualität von Verkehrsmeldungen deutlich. Außerdem wird häufig die Größe der übermittelten Datensätze nicht bedacht und es fehlt ein genauer Zuschnitt auf die augenblickliche Position des Verkehrsteilnehmers. Es werden nicht selten Daten übermittelt, die für die Beurteilung des Verkehrsflusses unerheblich sind und die nur Speicherplatz im Navigationssystem belegen.
Eine bessere Lösung als die oben genannten Veröffentlichungen gibt die Patentschrift EP 1 571 418 A2 an. Hier wird eine Filterung von Verkehrsmeldungen danach, ob sie für die aktuell befahrene Strecke relevant sind oder nicht, vorgenommen. Dabei wird allgemein von codiert empfangenen Meldungen, speziell von TMC-Meldungen, ausgegangen.
Von Nachteil bei diesem Patent ist zum einen, dass – wie bei den drei zuerst beschriebenen Patenten – der Datenerhalt zentral erfolgt und zum anderen, dass kein konkretes Filterverfahren für das befahrene Gebiet angegeben wird. Auch ein Hinweis auf ein dynamisches Vorgehen wird vermisst, denn ein relevanter Streckenabschnitt ist – wegen der unterschiedlichen Geschwindigkeiten – auf Autobahnen sicher größer und verändert sich schneller als auf Landstraßen oder in geschlossenen Ortschaften.
Das Patent DE 102 26 084 A1 beschreibt ein Navigationssystem, welches Informationen auch von anderen Navigationssystemen bezieht. Dabei werden Fahrzeugdaten – insbesondere die Momentan- und Durchschnittsgeschwindigkeit – dem Fahrzeug-Datenbussystem entnommen, aufbereitet und dann an andere Fahrzeuge übermittelt. Dieses System arbeitet unabhängig von ortsfest installierten Staumeldern und ist insbesondere für dünn besiedelte Gebiete, speziell für Entwicklungsländer, gedacht.
Bemerkenswert bei dieser Erfindung ist die dezentralisierte Datenversorgung. Trotzdem verbleiben einige gravierende Nachteile. Es ist fraglich, ob die Dichte der Fahrzeuge, die an dem Navigationsverbund teilnehmen, in der relevanten Region ausreichend groß ist – man denke an die beschriebenen dünn besiedelten Gebiete in Entwicklungsländern. Außerdem wird nichts dazu ausgesagt, ob eine für die Fahrtroute relevante Region bestimmt wird; eine Filterung der Daten ist nicht vorgesehen. Auch die Größe der Datensätze – sowohl der gesendeten, als auch der empfangenen – kann hier zum Problem werden, wenn zu viele, evtl. überflüssige Daten übertragen werden.
Ausgehend vom derzeitigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Navigationssystem in einem Netzwerkverbund zu schaffen, welches dezentral – von den anderen Fahrzeugen im Verbund – Daten empfängt und verarbeitet und Verfahren zur Filterung des Dateneingangs sowie zur Ermittlung von Verkehrsstörungen anzugeben.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Navigationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugnavigationssystem (1) besteht aus

– einer Eingabeeinheit (2) zur Eingabe von Start- und Zielpunkt sowie weiterer Parameter,
– einer Ausgabeeinheit (3) zur Ausgabe ausgewerteten und aufbereiteten Daten,
– einer Empfangseinheit (4) zum Empfang von Fahrzeugdaten anderer Fahrzeuge,
– einer Sendeeinheit (5) zur Übermittlung eigener Fahrzeugdaten an andere Fahrzeuge,
– einem GPS-Modul (6),
– einer Speichereinheit (7), welche aus einer Datenbank für die erhaltenen Fahrzeugdaten besteht,
– eine Verarbeitungseinheit (8), die mit den sechs zuvor genannten Systemkomponenten gekoppelt ist, in welcher eine digitale Straßenkarte hinterlegt ist, sowie die empfangenen Daten erfaßt und ausgewertet werden und die eigenen Daten zur Übermittlung aufbereitet werden.

In 1 ist das erfindungsgemäße Fahrzeugnavigationssystem in einem vereinfachten Schaubild dargestellt.
Das Fahrzeugnavigationssystem wird ausschließlich im Netzwerkverbund mit gleichen Navigationssystemen anderer Fahrzeuge betrieben, wobei jedes Fahrzeug im Netzwerk an alle anderen Fahrzeuge im Netzwerk Daten sendet und von allen anderen Fahrzeugen im Netzwerk Daten empfängt. Sonstige Verkehrsinformationsdaten (z. B. TMC-Daten) werden nicht empfangen.
Das Senden der Daten geschieht in kurzen Zeitintervallen. Es wird die mittels GPS ermittelte Position, sowie ein anonymisierter, gleich bleibender, Fahrzeugcode – welcher auch eine Information über die Art des Fahrzeugs (LKW, normaler PKW, PKW mit Anhänger, etc.) enthält – übermittelt. Der gesendete Datensatz hat also die Gestalt
(1) Fahrzeugcode (mit Fahrzeugart)/Position (GPS).
Aus der Fahrzeugart kann auf die erlaubte Höchstgeschwindigkeit geschlossen werden, womit sichergestellt wird, dass nur Fahrzeuge der gleichen Art wie das eigene vom Navigationssystem berücksichtigt werden.
Es kann auch vorteilhaft sein, dass nur Fahrzeuge mit gleichen Merkmalen (z. B. Fahrzeugart, wie LKW, PKW, etc., oder nur Fahrzeuge einer Marke) das Netzwerk bilden und so eine von dem betreffenden Merkmal abhängige Navigation erfolgt. Bei Fahrzeugmarken, die eine hohe Verbreitung haben, dürfte es sehr wahrscheinlich sein, dass eine genügende Dichte dieser Fahrzeuge in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs vorliegt. Hieraus kann sich für die Automobilhersteller ein Verkaufsvorteil ergeben, wenn ein solches eigenes, markenabhängiges Navigationssystem zum Einsatz kommt.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die empfangenen Daten gefiltert, und zwar werden nur diejenigen Daten verarbeitet und gespeichert, die von Fahrzeugen in der näheren Umgebung stammen. Dabei wird auf der, in der Verarbeitungseinheit des eigenen Fahrzeugs hinterlegten, digitalen Straßenkarte ein für die Beurteilung der Verkehrssituation relevanter Bereich definiert, wobei verschiedene Filterformen gewählt werden können, z. B. kreisförmig (2), ellipsenförmig (3) oder es kann eine Form gemäß einem Navigationssystem der Ansprüche 6 oder 7 ermittelt werden (4). Das eigene Fahrzeug befindet sich bei allen Filterformen auf der Peripherie und der maximale Durchmesser erstreckt sich in Fahrtrichtung. Der Filterbereich wird bei der Kreisform durch den Durchmesser, bzw. bei der Ellipsenform durch den großen und kleinen Durchmesser festgelegt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Filterbereich im Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit dynamisch in kurzen Zeitintervallen auf der digitalen Straßendatenkarte in Fahrtrichtung verschoben. Dadurch wird die Aktualität und Relevanz der eingehenden Daten sichergestellt.
Die empfangenen Daten werden in der Verarbeitungseinheit ausgewertet und in der Speichereinheit abgelegt. Da es sich um minimale Datensätze vom Format (1) handelt, ist der Verarbeitungsaufwand sehr gering.
Die Bestimmung des Filterbereichs geschieht in Abhängigkeit von der Straßenart durch ein Verfahren, in welchem die Straßen hierarchisch eingeteilt werden nach

– Autobahnen, bzw. Schnellstraßen,
– Bundesstraßen,
– Landstraßen und
– sonstigen Straßen.

Die gerade befahrene Straße wird in Fahrtrichtung bis zu einer vorgebbaren Entfernung S_max (z. B. 40 km) zum Filterbereich gerechnet, und auch alle bis zu dieser Entfernung von der befahrenen Straße abgehenden Straßen, die eine Hierarchiestufe höher und eine Hierarchiestufe niedriger sind.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der Filterbereich für die Straßen, die von der aktuell befahrenen Route abgehen und höherer oder niedrigerer Ordnung als die derzeit befahrene Straße sind, durch einen Prozentsatz von S_max begrenzt. Die Verkehrssituation auf diesen Straßen ist von der Bedeutung etwas geringer als die Lage auf der aktuell befahrenen Straße. Beispielsweise könnte bei Straßen höherer Ordnung 25% von S_max und bei Straßen niedrigerer Ordnung 10% von S_max, abgehend von der derzeitigen Straße, angesetzt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Filterbereich für die Straßen, die von der aktuell befahrenen Route abgehen und höherer oder niedrigerer Ordnung als die derzeit befahrene Straße sind, in Abhängigkeit von den erlaubten Höchst- bzw. Richtgeschwindigkeiten durch einen Prozentsatz von S_max begrenzt. Da man beispielsweise auf Autobahnen in der Regel schneller fährt als auf anderen Straßen, können diese höher gewichtet werden, d. h. längere Abschnitte in den Filterbereich einbezogen werden.
Mit dem Dateneingang von anderen Fahrzeugen wird wie folgt verfahren: Wenn ein Fahrzeug erstmals einen Datensatz des Formats (1) erhält, wird diesem die Uhrzeit des Datenerhalts beigefügt und anschließend wird er in der Datenbank der Speichereinheit abgelegt. Sendet ein Fahrzeug zum wiederholten Mal, erfolgt eine Speicherung der erhaltenen Daten erst nachdem aus den aktuellen und den zuletzt erhaltenen Positionsdaten mit Hilfe der digitalen Karte die zurückgelegte Strecke, sowie aus der Zeitdifferenz der beiden Einträge die Durchschnittsgeschwindigkeit für diesen Streckenabschnitt ermittelt worden ist. Dieser Geschwindigkeitswert wird im aktuellen Datensatz abgelegt. Die Daten in der Datenbank sind also von der Gestalt
(2) Fahrzeugcode (mit Fahrzeugart)/Position (GPS)/Uhrzeit/Geschwindigkeit
wobei beim ersten Eintrag das Feld „Geschwindigkeit" nicht besetzt ist. Der ermittelte Geschwindigkeitswert wird mit der eigenen Geschwindigkeit verglichen, um auf eventuell vorliegende Verkehrsstörungen schließen zu können.
Bei einer vorteilhaften Weiterführung des Verfahrens wird, um zusätzliche Datenübertragungen innerhalb des Fahrzeuges zu vermeiden, auch für das eigene Fahrzeug ein Datensatz angelegt, der immer dann aktualisiert wird, wenn Daten gesendet werden. Die hierbei ermittelte Geschwindigkeit kann als Referenzwert für den Vergleich mit den aus den Daten der anderen Fahrzeuge ermittelten Geschwindigkeiten dienen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Straßen nach ihrer Bezeichnung (z. B. A 14 oder B 9 oder L 3641) katalogisiert und es werden die Geschwindigkeiten aller auf der gleichen Straße befindlichen Verkehrsteilnehmer betrachtet. Dazu werden eigene straßenabhängige Durchschnittswerte gebildet.
In noch einer weiteren vorteilhaften Gestaltungsvariante der Erfindung wird eine Gewichtung der empfangenen Daten derart vorgenommen, dass die Daten von Fahrzeugen, die der eigenen Position näher sind und die sich auf Straßen befinden, die dem Routenvorschlag des eigenen Navigationssystems entsprechen, stärker berücksichtigt werden, als alle übrigen Fahrzeuge.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Navigationssystems werden die für die katalogisierten Straßen geltenden amtlichen Richt- bzw. Höchstgeschwindigkeiten V_richt betrachtet und mit den Geschwindigkeiten aller auf der gleichen Straße befindlichen Verkehrsteilnehmer V_verkehr verglichen. Falls V_verkehr ≥ V_richt ist, liegt sicher keine Beeinträchtigung vor. Falls gelten sollte V_verkehr < V_richt, gibt die Ungleichung V_verkehr < G × V_richt – wobei G ein Wert ist, der die Staurelevanz ausdrückt mit 0 < G < 1 – ein Kriterium dafür an, dass eine Stauwarnung ausgegeben wird, bzw. dass die betreffende Straße nicht in eine Alternativroute einbezogen wird. D. h. wenn beispielsweise bei G = 0,5 auf einer Autobahn mit einer Richtgeschwindigkeit von 130 km/h der Verkehr langsamer als 65 km/h fährt, wird eine Stauwarnung erzeugt, bzw. der betreffende Abschnitt bei einer alternativen Routenplanung nicht berücksichtigt. G sollte deutlich kleiner als 1 gewählt werden; das gewählte Beispiel von 0,5 dürfte in der Praxis ein guter Ausgangswert sein.
Bei noch einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Navigationssystems wird innerhalb des Filterbereichs auf der derzeitigen Route und gleichzeitig auch für Straßen der nächst niedrigeren Hierarchieebene, die zur Routenführung passen, V_richt mit V_verkehr verglichen. Falls mit vorgewähltem Staurelevanzwert G (0 < G < 1) für eine oder mehrere der betrachteten Straßen V_verkehr < G × V_richt ist, werden in gleicher Weise auch die Straßen zwei Hierarchieebenen niedriger betrachtet, wobei alle Straßen für eventuelle Ausweichrouten akzeptiert werden, für die gilt V_verkehr > G × V_richt. Auf diese Weise kann im Staufall ohne Zeitverzögerung eine Ausweichroute ausgegeben werden.
Eine analoge Betrachtung kann auch für die als nächstes erreichbare Straße der nächst höheren Ordnung angestellt werden. Dies sieht eine letzte vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Navigationssystems vor. Es wird innerhalb des Filterbereichs V_richt mit V_verkehr verglichen, und – falls für die höhere Ebene V_verkehr > G × V_richt (0 < G < 1) ist – vorgeschlagen, auf die betreffende Straße zu wechseln. Dies gewährleistet ein schnelleres Fortkommen, wenn sich ein Stau aufgelöst hat oder man daran vorbei ist. Die allgemeine Regel lautet, dass man so lange in der gewünschten Hierarchieebene bleibt, wie es obige Ungleichung erlaubt. Falls dies nicht möglich ist, wird auf die nächst tiefere gewechselt, die immer zeitgleich berechnet wird.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung vorgestellt. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des Navigationssystems in schematischer Darstellung,
2 ein Beispiel für einen kreisförmigen Filterbereich,
3 ein Beispiel für einen ellipsenförmigen Filterbereich,
4 ein Beispiel für einen straßenartbezogenen Filterbereich.
In 1 ist eine Ausführungsform des Navigationssystems (1) in schematischer Darstellung abgebildet. Über eine Eingabeeinheit (2) können Start- und Zielpunkt, sowie weitere Parameter (z. B. S_max, G, etc.) eingegeben werden. In regelmäßigen Zeitintervallen wird die Position des eigenen Fahrzeugs per GPS (6) bestimmt und an die Verarbeitungseinheit (8) weitergeleitet. Diese bereitet die GPS-Positionsdaten zusammen mit einem gleich bleibenden Code für das ei gene Fahrzeug zum Versand an die anderen Fahrzeuge im Netzwerkverbund auf. Die Übertragung der Daten geschieht durch die Sendeeinheit (5). Von den anderen am Netzwerkverbund beteiligten Fahrzeugen werden über die Empfangseinheit (4) Daten empfangen. Der erhaltene Datensatz wird an die Verarbeitungseinheit (8) weitergeleitet, wo die Uhrzeit des Datenerhalts beigefügt wird. Sendet ein Fahrzeug zum wiederholten Mal, wird aus den aktuellen und den zuletzt erhaltenen Positionsdaten mit Hilfe der digitalen Karte die zurückgelegte Strecke, sowie aus der Zeitdifferenz der beiden Einträge die Durchschnittsgeschwindigkeit für dieses Streckenintervall in der Verarbeitungseinheit (8) ermittelt; der Geschwindigkeitswert wird dem aktuellen Datensatz beigefügt und der um Uhrzeit und Durchschnittsgeschwindigkeit erweiterte Datensatz in der Speichereinheit (7) abgelegt. Die ursprünglich errechnete Route, sowie im Laufe der Fahrt errechnete Alternativrouten werden auf der Ausgabeeinheit (3) angezeigt.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Beispiel für einen kreisförmigen Filterbereich. Das eigene Fahrzeug F befindet sich auf einer Autobahn und es werden vom Navigationssystem nur die Daten von Fahrzeugen innerhalb des dargestellten Kreises ausgewertet. Die Kreisform kann insbesondere bei kurvenreicher Routenführung eingesetzt werden.
In 3 ist ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen ellipsenförmigen Filterbereich dargestellt. Der Bereich, der durch die Ellipse definiert wird, ist insbesondere bei einer Streckenführung, die wenig von einer Geraden abweicht, optimal. Das eigene Fahrzeug F befindet hier auf einer Bundesstraße und es werden vom Navigationssystem nur die Daten von Fahrzeugen innerhalb der dargestellten Ellipse ausgewertet.
4 zeigt ein Beispiel für einen Filterbereich, der straßenartbezogen nach dem erfindungsgemäßen Navigationssystem definiert wurde. Das eigene Fahrzeug F befindet sich hier wieder auf einer 1–4 Autobahn und es werden vom Navigationssystem nur die Daten von Fahrzeugen innerhalb des dargestellten Bereichs ausgewertet. Diese Variante empfiehlt sich immer dann, wenn die Streckenführung weder sehr gerade, noch sehr kurvenreich ist.

1: Navigationssystem
2: Eingabeeinheit
3: Ausgabeeinheit
4: Empfangseinheit
5: Sendeeinheit
6: GPS-Modul
7: Speichereinheit
8: Verarbeitungseinheit

Claims

Navigationssystem (1) für ein Fahrzeug, bestehend aus – einer Eingabeeinheit (2) zur Eingabe von Start- und Zielpunkt, sowie weiterer Parameter, – einer Ausgabeeinheit (3) zur Ausgabe von ausgewerteten und aufbereiteten Daten, – einer Empfangseinheit (4) zum Empfang von Fahrzeugdaten anderer Fahrzeuge, – einer Sendeeinheit (5) zur Übermittlung eigener Fahrzeugdaten an andere Fahrzeuge, – einem GPS-Modul (6), – einer Speichereinheit (7), welche aus einer Datenbank für die erhaltenen Fahrzeugdaten besteht, – einer Verarbeitungseinheit (8), die mit den sechs zuvor genannten Systemkomponenten (2, 3, 4, 5, 6, 7) gekoppelt ist, in welcher eine digitale Straßenkarte hinterlegt ist, sowie die empfangenen Daten erfasst und ausgewertet werden und eigene Daten zur Übermittlung aufbereitet werden, wobei es ausschließlich in einem Netzwerkverbund mit gleichartigen Navigationssystemen anderer Fahrzeuge betrieben wird, wobei jedes Fahrzeug im Netzwerk an alle anderen Fahrzeuge im Netzwerk Daten sendet und von allen anderen Fahrzeugen im Netzwerk Daten empfängt, außer diesen Daten keine weiteren Verkehrsinformationen erhalten werden, die empfangenen und gesendeten Daten lediglich aus einem anonymisierten und für ein bestimmtes Fahrzeug gleich bleibenden Fahrzeugcode – welcher auch eine Information über die Art des Fahrzeugs enthält – sowie den GPS-Positionsdaten bestehen und von allen Netzwerkmitgliedern diese Daten in kurzen Zeitintervallen im Minutenbereich gesendet werden und weiterhin die empfangenen Daten derart gefiltert werden, dass nur diejenigen Daten von Fahrzeugen innerhalb eines straßenartbezogenen Filterbereichs gespeichert und verarbeitet werden, wobei der straßenartbezogenene Filterbereich ermittelt wird, indem die Straßen hierarchisch eingeteilt werden nach – Autobahnen, oder Schnellstraßen, – Bundesstraßen, – Landstraßen, – sonstigen Straßen und eine aktuell befahrene Route bis zu einer vorgebbaren Entfernung S_max dem Filterbereich zugehörig gerechnet wird, wie auch alle in dieser Entfernung von der befahrenen Route abgehenden Straßen, die eine Hierarchieebene höher und eine Hierarchieebene niedriger sind.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur Fahrzeuge mit gleichen Merkmalen das Netzwerk bilden.
Navigationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Merkmal speziell um die Fahrzeugart LKW, PKW oder PKW mit Anhänger handelt.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbereich ellipsenförmig oder kreisförmig ist, das eigene Fahrzeug sich auf der Peripherie dieses Bereichs befindet und der maximale Durchmesser des Filterbereichs sich in Fahrtrichtung erstreckt.
Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbereich in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit dynamisch in kurzen Zeitintervallen auf der digitalen Straßenkarte in Fahrtrichtung verschoben wird.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Filterbereich für die Straßen, die von der aktuell befahrenen Route abgehen und höherer oder niedrigerer Ordnung als die derzeit befahrene Straße sind, durch einen Prozentsatz von S_max begrenzt wird.
Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Filterbereich für die Straßen, die von der aktuell befahrenen Route abgehen und höherer oder niedrigerer Ordnung als die derzeit befahrene Straße sind, in Abhängigkeit von den erlaubten Höchstoder Richtgeschwindigkeiten durch einen Prozentsatz von S_max begrenzt wird.
Navigationssystem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Straßen nach ihrer offiziellen Bezeichnung katalogisiert werden und für jede Straße eigene Geschwindigkeitsmittelwerte der dort fahrenden Fahrzeuge gebildet werden.
Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtung der empfangenen Daten derart vorgenommen wird, dass die Daten von Fahrzeugen, die der eigenen Position näher sind und die der Route des eigenen Navigationssystems folgen, stärker berücksichtigt werden.
Navigationssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die für die katalogisierten Straßen jeweils geltenden amtlichen Richt- bzw. Höchstgeschwindigkeiten V_richt mit den Geschwindigkeitsmittelwerten aller auf der jeweiligen Straße befindlichen Verkehrsteilnehmer V_verkehr verglichen werden sowie ein Wert G (0 < G < 1) – der die Staurelevanz ausdrückt – festgelegt wird und, falls V_verkehr < G × V_richt ist, eine Stauwarnung erzeugt wird oder die betreffenden Straßen nicht bei der Planung von Ausweichrouten berücksichtigt werden.
Navigationssystem einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Filterbereichs auf der derzeitigen Route und gleichzeitig auch für Strassen der nächst niedrigeren Hierarchieebene, die zur Routenführung passen, V_richt mit V_verkehr verglichen wird und, falls mit vorgewähltem Staurelevanzwert G (0 < G < 1) für eine oder mehrere der betrachteten Straßen V_verkehr < G × V_richt ist, in gleicher Weise auch die Straßen zwei Hierarchieebenen niedriger betrachtet werden, wobei alle Straßen für eventuelle Ausweichrouten akzeptiert werden, für die gilt V_verkehr > G × V_richt.
Navigationssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zur derzeitigen Hierarchieebene innerhalb des Filterbereichs für Straßen der nächst höheren Hierarchieebene V_richt mit V_verkehr verglichen wird und, falls mit vorgewähltem Staurelevanzwert G (0 < G < 1) für die höhere Ebene V_verkehr > G × V_richt ist, vorgeschlagen wird, auf die betreffende Straße zu wechseln.