DE102007037993A1

DE102007037993A1 - Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems in einem Fahrzeug und Navigationssystem

Info

Publication number: DE102007037993A1
Application number: DE200710037993
Authority: DE
Inventors: René SCHLAGEHAN
Original assignee: Navigon AG
Current assignee: Garmin Wurzburg GmbH
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-19
Also published as: WO2009021477A3; EP2176847A2; WO2009021477A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems (4) in einem Fahrzeug, umfassend - eine Eingabeeinrichtung, an der Bedienerbefehle und/oder Ortsangaben, insbesondere Startpunkte und/oder Zielpunkte, eingegeben werden können, - eine Wegnetzdatenbank (8), - eine Routenberechnungseinheit (5) zur Berechnung einer geplanten Route unter Berücksichtigung der Ortsangaben und der Wegnetzdatenbank (8), wobei die Route vom Startpunkt zum Zielpunkt führt, - eine Signalempfangseinheit (6) zum Empfang von Positionssignalen, insbesondere GPS-Signalen, - eine Positionsermittlungseinheit (5), die die aktuelle Position aus den Positionssignalen bestimmt, zumindest eine optische und/oder akustische Ausgabeeinrichtung (9), - zumindest einen Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle (16, 17), über die Daten zumindest eines Witterungssensors (12, 13, 14, 19) empfangen werden können, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse durch Auswertung der Messdaten des Witterungssensors (12, 13, 14, 19); b) Ausgabe eines Witterungswarnhinweises unter Berücksichtigung der aktuellen Witterungsverhältnisse und/oder Berechnung der geplanten Route unter Berücksichtigung der aktuellen Witterungsverhältnisse.

Description

Die Erfindung betrifft verschiedene Varianten eines neuen Verfahrens zum Betrieb eines Navigationssystems in einem Fahrzeug. Weiter betrifft die Erfindung ein zur Durchführung der Verfahren geeignetes Navigationssystem.
Gattungsgemäße Navigationssysteme, beispielsweise mobile Navigationsgeräte, dienen dazu, den Fahrer eines Fahrzeugs durch eine geeignete Routenführung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt zu führen. Dazu hat das Navigationssystem eine Eingabeeinrichtung, beispielsweise eine Tastatur oder einen Touch Screen, an der der Benutzer Bedienerbefehle, insbesondere Ortsangaben zur Spezifizierung des Startpunktes und/oder des Zielpunktes, eingeben kann. Unter Verwendung einer Wegnetzdatenbank, in der das Straßennetz eines bestimmten geographischen Gebiets in der Form maschinenlesbarer Daten beschrieben ist, wird durch eine Routenberechnungseinheit die geplante Route vom Startpunkt zum Zielpunkt berechnet. Es sind dabei Navigationssysteme bekannt, in deren Wegnetzdatenbank Straßenabschnitte, die mit witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkungen versehen sind, durch spezielle Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute gekennzeichnet sind. Beispielsweise kennt die deutsche Straßenverkehrsordnung Geschwindigkeitsbeschränkungen für Autobahnen, die nur bei Regen bzw. bei regennasser Fahrbahn gelten. Diese Geschwindigkeitsbeschränkungen hängen also von der jeweiligen Witterung im Bereich des entsprechenden Straßenabschnitts ab.
Daneben umfassen die Navigationssysteme eine Signalempfangseinheit, mit der Positionssignale empfangen werden können. Dabei kann es sich insbesondere um Satellitensignale von GPS-Satelliten oder ähnlichen Satellitensystemen handeln. Auch sind die Weiterverarbeitung von Positionssignalen, wie sie aus der Zentralsteuerung eines Kraftfahrzeuges übermittelt werden, beispielsweise Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignale, denkbar. Mittels einer Positionsermittlungseinheit bestimmt das Navigationssystem dann aus den Positionssignalen die aktuelle Position des Fahrzeugs.
Zuletzt umfasst das Navigationssystem auch noch eine Ausgabeeinrichtung zur optischen bzw. akustischen Ausgabe von Signalen an den Fahrer des Fahrzeugs. Als Ausgabeeinrichtung können insbesondere Bilschirmeinheiten oder Lautsprechereinheiten dienen.
Bei bekannten Navigationssystemen für Fahrzeuge finden die aktuellen Witterungsverhältnisse im Bereich des Fahrzeugs keine Berücksichtigung, selbst wenn witterungsabhängige Daten, beispielsweise witterungsabhängige Geschwindigkeitsbeschränkungen, im Navigationssystem gespeichert sind. Der Fahrer des Fahrzeugs kann deshalb nicht witterungsspezifisch durch das Navigationssystem informiert werden. Insbesondere können witterungsabhängige Geschwindigkeitsbeschränkungen nicht witterungsabhängig angezeigt bzw. vor der Überschreitung von witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungen gewarnt werden, da eine Bestimmung der aktuellen Witterung durch bekannte Navigationssysteme nicht möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems bzw. ein neuen Navigationssystem vorzuschlagen, mit dem der Fahrer über die Navigation spezifischer Witterungseinflüsse informiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und das Navigationssystem gemäß der Lehre der Hauptansprüche gelöst.
Die Erfindung beruht ganz allgemein auf dem Grundgedanken, dass an dem Navigationssystem zumindest ein Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle zum Anschluss eines Witterungssensors vorgesehen ist. Auf diese Weise können Daten zur Beschreibung der aktuellen Witterungssituation in das Navigationssystem eingelesen werden, um diese die Witterung beschreibenden Daten bei nachfolgenden Funktionsprozessen des Navigationssystems zu berücksichtigen.
Gemäß einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Fahrer des Fahrzeugs lediglich über die aktuellen Witterungsverhältnisse, soweit sie für das Verhalten des Fahrers relevant sind, informiert wird. Dazu wird erfindungsgemäß die Ausgabeeinrichtung des Navigationsgerätes genutzt, um einen Witterungswarnhinweis auszugeben. Beispielsweise kann am Bildschirm eines Navigationsgerätes ein entsprechend geeignetes Symbol zur Warnung vor Regen, Schnee oder Nebel eingeblendet werden.
Alternativ oder additiv zur Ausgabe eines Witterungswarnhinweises können die Daten zur Beschreibung der aktuellen Witterungsverhältnisse auch dazu genutzt werden, um die vom Navigationssystem berechnete Route witterungsspezifisch zu beeinflussen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die vom Navigationssystem geplante Route auf die aktuellen Witterungsverhältnisse angepasst werden kann.
Gemäß bevorzugter Verfahrensvarianten ist vorgesehen, dass die Messdaten eines Niederschlagssensors und/oder die Messdaten eines Nebelsensors und/oder eines Außentemperatursensors zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse ausgewertet werden. Die Messdaten eines Niederschlagssensors können den Fahrer dann vor Niederschlag, also Regen oder Schnee, warnen. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen werden, dass die Niederschlagsmengen und/oder Niederschlagsdauern Berücksichtigung finden, wobei abhängig von entsprechenden Kriterien der Fahrer auch vor Aquaplaninggefahr gewarnt wird.
Durch die kombinierte Auswertung eines Außentemperatursensors und eines Niederschlagsensors ist es möglich, den Fahrer vor Glätte zu warnen, da Glätte nur bei entsprechender Feuchtigkeit und entsprechenden Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt auftritt.
Vielfach sind in der Wegnetzdatenbank zu den einzelnen Straßenabschnitten Attribute gespeichert, die bei der witterungsabhängigen Berechnung der geplanten Route Berücksichtigung finden können. Beispielsweise gibt es Straßenabschnitte, auf denen die Aquaplaninggefahr besonders groß ist und die in natura deshalb mit entsprechenden Straßenschildern gekennzeichnet sind. Diese Straßenabschnitte können in der Wegnetzdatenbank mit einem entsprechenden Attribut zur Beschreibung der Aquaplaninggefahr gespeichert sein. Entsprechend sind auch Attribute zur Beschreibung von Straßenabschnitten mit Nebelgefahr bekannt. Bei der witterungsabhängigen Berechnung der geplanten Route können solche Straßenabschnitte, die bestimmte witterungsbezogene Attribute, wie beispielsweise die Attribute zur Beschreibung der Aquaplaninggefahr und/oder Attribute zur Beschreibung der Nebelgefahr, aufweisen, ausgefiltert werden, wenn durch Auswertung der Messdaten des Witterungssensors ermittelt wurde, dass die entsprechende Witterung in der befahrenen Gegend herrscht. Dadurch wird vermieden, dass der Fahrer bei der entsprechenden Witterung ungeeignete bzw. gefährliche Streckenabschnitte benutzt.
Bei Niederschlag und/oder Glätte ist es außerdem vorteilhaft, dass alle Straßenabschnitte mit einer eine vordefinierte Grenzsteigung übersteigenden Steigung ausgefiltert werden, da entsprechend steile Straßenabschnitte bei Regen, Schnee oder Glätte nur schwer bzw. oder gar nicht befahren werden können.
Um dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, die witterungsabhängige Ausfilterung bestimmter Straßenabschnitte auf seine eigenen Bedürfnisse anzupassen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Filterkriterien zur witterungsabhängigen Berechnung der geplanten Route benutzerabhängig und/oder fahrzeugabhängig konfiguriert werden. So kann der Fahrzeugtyp mit in der Beurteilung berücksichtigt werden, sofern dieser z. B. durch ein Benutzerprofil dem Navigationssystem bekannt ist. Beispielsweise für einen Geländewagen wären solche Straßenabschnitte dann befahrbar, für ein Wohnwagengespann dagegen nicht.
Eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf Navigationssysteme gerichtet, bei denen in der Wegnetzdatenbank Straßenabschnitte enthalten sind, deren witterungsabhängige Geschwindigkeitsbeschränkungen durch spezielle Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute gekennzeichnet sind. Bei diesen speziellen Navigationssystemen mit witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattributen ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die durch Auswertung der Messdaten des Witterungssensors festgestellten Witterungsverhältnisse mit den Witterungsverhältnissen des aktuellen Straßenabschnitts verglichen werden, die in dem witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattribut beschrieben sind. Abhängig vom Vergleichsergebnis zwischen den aktuellen Witterungsverhältnissen und den Witterungsverhältnissen gemäß dem Geschwindigkeitsbegrenzungsattribut kann dann ein witterungsabhängiges Geschwindigkeitsbegrenzungssignal an der Ausgabeeinrichtung des Navigationssystems ausgegeben werden. Wird beispielsweise vom Fahrzeug ein Straßenabschnitt befahren, bei dem eine Geschwindigkeitsbeschränkung für den Fall von Regen bzw. für den Fall von regennasser Fahrbahn vorgesehen ist, kann diese witterungsabhängige Geschwindigkeitsbegrenzung durch das erfindungsgemäße Verfahren witterungsabhängig angezeigt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass bei trockener Fahrbahn die normale Geschwindigkeitsbeschränkung und bei Regen die regenspezifische Geschwindigkeitsbegrenzung angezeigt wird.
Einen noch höheren Sicherheitsstandard durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man realisieren, wenn neben den aktuellen Witterungsverhältnissen auch die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht wird. Dementsprechend kann dann die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Geschwindigkeitsbeschränkung des witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattributs auf dem aktuellen Straßenabschnitt verglichen werden. Dieser Vergleich wird selbstverständlich nur dann durchgeführt, wenn durch Auswertung der aktuellen Witterungsverhältnisse bereits festgestellt wurde, dass die im Geschwindigkeitsbegrenzungsattribut beschriebenen Witterungsverhältnisse aktuell herrschen.
In Abhängigkeit vom Vergleich zwischen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkung kann dann ein Geschwindigkeitswarnhinweis ausgegeben werden. Ist die Höchstgeschwindigkeit bei regennasser Fahrbahn auf einem Straßenabschnitt beispielsweise auf 100 km/h begrenzt und das Navigationssystem hat durch Auswertung der Witterungssensorsignale festgestellt, dass es regnet, so kann der Fahrer bei Überschreiten der Geschwindigkeitsbeschränkung, beispielsweise beim Befahren des Straßenabschnitts mit 130 km/h, auf diese Überschreitung der witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkung hingewiesen werden. Dazu kann beispielsweise an einem Lautsprecher ein akustischer Geschwindigkeitshinweis mit dem Wortlaut „Achtung" oder „Achtung Geschwindigkeitsbeschränkung" angesagt werden.
Um zu vermeiden, dass bereits bei sehr geringen Überschreitungen der witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkung jeweils ein Geschwindigkeitswarnhinweis ausgegeben wird, kann zusätzlich eine Toleranzschwelle Berücksichtigung finden. Es kann sich dabei um einen Absolutwert, beispielsweise um eine Toleranz von jeweils 10 km/h, oder um einen Relativwert, beispielsweise 10% der Höchstgeschwindigkeit der Geschwindigkeitsbeschränkung, handeln. Der Geschwindigkeitswarnhinweis wird bei Berücksichtigung der Toleranzschwelle nur dann ausgegeben, wenn die Summe aus aktueller Geschwindigkeit und Toleranzschwelle größer und/oder gleich der Höchstgeschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitsbeschränkung ist.
Auch bei der Verfahrensvariante zur Überwachung von witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkungen ist es besonders vorteilhaft, wenn mit dem Witterungssensor Niederschlag, insbesondere Regen oder Schnee, Nebel oder Glätte detektiert werden kann. Für entsprechende Witterungsverhältnisse sind witterungsabhängige Geschwindigkeitsbeschränkungen bekannt.
Auf welche Weise die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer besonders einfachen Verfahrensvariante wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus der zeitlichen Änderung der aktuellen Position des Fahrzeugs, wie sie in der Positionsermittlungseinheit festgestellt wird, ausgewertet.
Alternativ dazu kann auch auf die im Fahrzeug vorgesehene Messsensorik zurückgegriffen werden. Dazu muss am Navigationssystem eine Sensorschnittstelle vorgesehen sein, über die die entsprechenden Messdaten des Geschwindigkeitssensors im Fahrzeug in das Navigationssystem eingelesen werden können.
Das erfindungsgemäße Navigationssystem zeichnet sich dadurch aus, dass ein Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle zum Anschluss eines Witterungssensors vorgesehen ist.
Der Witterungssensor kann dabei in der Art eines Niederschlagssensors und/oder in der Art eines Außentemperatursensors und/oder in der Art eines Nebelsensors ausgebildet sein.
Um die Witterungsverhältnisse mit dem Witterungssensor zuverlässig feststellen zu können, ist vielfach eine Anordnung des Witterungssensors an bestimmten Stellen des Fahrzeugs, beispielsweise unter der Windschutzscheibe, notwendig. Um die Verlegung zusätzlicher Verbindungskabel zwischen einem so angeordnetem Witterungssensor und dem eigentlichen Navigationsgerät zu vermeiden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Witterungssensorschnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung geeignet ist. Dies ist insbesondere bei mobilen Navigationsgeräten, die als Nachrüstgeräte in Fahrzeugen eingesetzt werden, von Vorteil. Über die drahtlose Witterungssensorschnittstelle, die beispielsweise in der Art einer Infrarotschnittstelle oder in der Art einer Bluetooth-Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet sein kann, können die Messdaten des Witterungssensors zuverlässig an das Navigationsgerät übertragen werden.
Die konstruktive Ausbildung des Witterungssensors wiederum ist grundsätzlich beliebig. In Zusammenwirken mit mobilen Navigationsgeräten ist insbesondere die Verwendung von mobilen Sensoreinheiten als Witterungssensoren von Vorteil, da diese mobilen Sensoreinheiten als Zubehörteile zur Verfügung gestellt werden können. Beim Betrieb des Navigationssystems wird die mobile Sensoreinheit dann an einer entsprechend geeigneten Stelle des Fahrzeugs, beispielsweise unter der Windschutzscheibe, befestigt und die Messdaten der mobilen Sensoreinheiten werden über die Witterungssensorschnittstelle zum Navigationssystem, insbesondere zu einem mobilen Navigationsgerät, übertragen.
Alternativ zur Verwendung derartiger mobiler Sensoreinheiten ist es auch denkbar, dass Messdaten von im Fahrzeug bereits verbauten Witterungssensoren genutzt werden. Dementsprechend muss die Witterungssensorschnittstelle des Navigationssystems geeignet sein, um eine Datenübertragung aus dem Datenfluss des Fahrzeugs zu ermöglichen. Auf diese Weise können die Messdaten der im Fahrzeug eingebauten Witterungssensoren in das Navigationssystem eingelesen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zur konstruktiven Ausgestaltung des Witterungssensors vorgesehen, dass der Witterungssensor in der Halterung zur Befestigung eines mobilen Navigationsgerätes angeordnet ist. Auf diese Weise wird das zusätzliche Zubehörteil, das der Witterungssensor darstellt, in ein ohnehin vorhandenes Zubehörteil des Navigationsgerätes integriert und kann auf diese Weise einfach vor Beschädigungen geschützt werden.
Ist an der Halterung zur Befestigung des mobilen Navigationsgerätes ein lösbares Kopplungsorgan, insbesondere ein Saugfuß, zur Befestigung an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs vorgesehen, so kann damit in besonders einfacher Weise die Integration eines Niederschlagsensors realisiert werden. Um den Niederschlag zuverlässig messen zu können, sind nämlich Niederschlagssensoren bekannt, die unterhalb der Windschutzscheibe platziert werden müssen. Durch Integration eines solchen Niederschlagsensors in das Kopplungsorgan der Halterung wird ohne Weiteres die funktionsgerechte Platzierung des Niederschlagsensors realisiert.
Besonders zuverlässig kann der Niederschlag am Fahrzeug detektiert werden, wenn der Witterungssensor in der Art eines Reflexionssensors ausgebildet ist. Mit dem Reflexionssensor werden die Lichtreflexionen an der Windschutzscheibe ausgewertet, da diese Lichtreflexionen sich in Abhängigkeit von der Niederschlagsmenge verändern. Damit hat man ein signifikantes Messsignal zur Bestimmung des aktuellen Niederschlags.
Alternativ dazu ist gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform vorgesehen, dass zur Realisierung des Witterungssensors die Aktivität der Scheibenwischer des Fahrzeugs ausgewertet wird. Diese Daten können sehr einfach aus der Fahrzeugsteuerung ausgelesen werden, ohne dass zusätzliche Einbauten im Fahrzeug notwendig sind. Da bei Niederschlag regelmäßig die Scheibenwischer des Fahrzeugs eingeschaltet werden, handelt es sich hier um ein zuverlässiges Messsignal zur Charakterisierung des Niederschlags.
Wird die Aktivität des Scheibenwischers zur Realisierung des Witterungssensors ausgewertet, so sollte dabei zusätzlich ein Filterungsglied vorgesehen sein, um die Aktivität der Scheibenwischerfunktion der Scheibenreinigung auszufiltern. Denn bei der Scheibenreinigung werden die Scheibenwischer aktiviert, ohne dass es einen äußeren Niederschlag gibt, so dass ohne Ausfilterung dieser Funktion ein unerwünschtes Störsignal bei der Scheibenreinigung im Hinblick auf die witterungsabhängige Nutzung des Navigationssystems verursacht wird.
Um in einfacher Weise das Vorhandensein von Nebel im Bereich des Fahrzeugs festzustellen, ist es außerdem möglich, auch die Aktivität der Nebelscheinwerfer und/oder der Nebelschlussleuchten des Fahrzeugs auszuwerten.
Auch ist es vorteilhaft, für die Ausgabe des Geschwindigkeitswarnhinweises unterschiedliche Schwellenwerte für die Grenze zwischen dem Status, dass die erlaubte Geschwindigkeit (witterungsabhängig oder nicht witterungsabhängig) über- bzw. unterschritten wurde, vorzusehen. Danach ist der Schwellenwert, wenn vom Status „erlaubte Geschwindigkeit ist nicht überschritten" in den Status „erlaubte Geschwindigkeit ist überschritten" gewechselt wird, wobei hier der vorgenannte Toleranzwert berücksichtigt werden kann, höher, repräsentiert also eine höhere Geschwindigkeit, als der Schwellenwert, wenn vom Status „erlaubte Geschwindigkeit ist überschritten" in den Status „erlaubte Geschwindigkeit ist nicht überschritten" gewechselt wird. Die Differenz zwischen den beiden Schwellwerten ist vorzugsweise konfigurierbar. Mit diesem Verfahren wird sichergestellt, dass durch eine Fahrtgeschwindigkeit, die gerade um den oberen Schwellwert schwankt, wiederholt Warnhinweise ausgegeben werden. Erst bei einer Veränderung der erlaubten Geschwin digkeit soll in diesem Fall erst wieder eine neue Warnung möglich sein, solange der untere Schwellenwert nicht unterschritten wurde.
Unterschiedliche Aspekte der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine Anzeigeneinrichtung eines mobilen Navigationsgerätes bei Anzeige von witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkungen;
2 die Funktionsarchitektur eines erfindungsgemäßen Navigationssystems bei Nutzung von im Fahrzeug eingebauten Witterungssensoren;
3 die Funktionsarchitektur eines erfindungsgemäßen Navigationssystems bei Nutzung einer mobilen Sensoreinheit als Witterungssensor.
1 zeigt die Anzeige einer Anzeigeneinrichtung 1 bei Betrieb eines mobilen Navigationsgerätes. In der oberen linken Ecke der Anzeigeneinrichtung 1 können streckenabhängige Geschwindigkeitswarnhinweise 2 und 3 eingeblendet werden. Beim Befahren des aktuellen Straßenabschnitts gilt die allgemeine Geschwindigkeitsbeschränkung 3, die die Höchstgeschwindigkeit auf 100 km/h begrenzt. Außerdem ist für den Straßenabschnitt ein witterungsabhängiges Geschwindigkeitsbeschränkungsattribut in der Wegnetzdatenbank gespeichert. Danach gilt auf dem entsprechenden Straßenabschnitt bei Regen eine Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h.
Wird von einem mit dem Navigationssystem im Datenaustausch befindlichen Niederschlagssensor festgestellt, dass kein Niederschlag zum aktuellen Zeitpunkt vorhanden ist, wird die Geschwindigkeitsbeschränkung 3 eingeblendet. Stellt der Niederschlagssensor dagegen fest, dass es regnet, wird die Geschwindigkeitsbeschränkung 2 eingeblendet. Die Geschwindigkeitsbeschränkung 2 wird dabei von einem Regenwolkensymbol begleitet, um dem Fahrer anzuzeigen, dass es sich um eine witterungsabhängige Geschwindigkeitsbegrenzung handelt, die nur bei Regen gilt.
2 zeigt die Funktionsarchitektur eines mobilen Navigationssystems 4, das mit einer Navigationseinheit 5 zur Berechnung von Routen auf Basis der Daten aus einer Kartendatenbank 8 ausgestattet ist. Weiter weist das Navigationssystem 4 ein GPS-Modul 6 zur Positionsermittlung des Geräts durch Satellitennavigation auf. Andere Ausführungsformen, die andere Positionierungsmethoden verwenden, oder zusätzliche Sensoren wie Trägheitssensoren können hier ebenfalls in Betracht kommen. Aus der ermittelten geographischen Position wird unter Zugriff auf die Kartendatenbank 8 eine Positionierung durch Map-Matching durchgeführt. In einer Kartendatenbank 8 sind digitale Straßenkarten gespeichert, wobei Straßenabschnitte mit witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkungen durch entsprechende Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute gekennzeichnet sind. Mit einer Warnhinweiseinheit 7 werden aus allen zur Verfügung stehenden Daten Warnhinweise erzeugt und an eine Ausgabeeinheit 9 für den Benutzer ausgegeben.
Die Ausgabeeinheit 9 kann aus einer optischen Ausgabeeinheit, beispielsweise einem Bildschirm, und einer akustischen Ausgabeeinheit, beispielsweise einem Lautsprecher, bestehen. Die optische Darstellung kann dem in 1 Dargestellten entsprechen. Je nach detektierter Gefahrenstufe kann zum Beispiel mit einem anderen Farbschema auf die drohende Gefahr optisch hingewiesen werden. Für die akustische Ausgabe ist das Abspielen eines Warntons oder eines sprachabhängigen Warntextes vorteilhaft. Bei Überschreitung einer witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzung kann beispielsweise der Text ausgegeben werden: „Achtung: Bei Nässe sind nur 80 km/h erlaubt." In der in 2 dargestellten Ausführungsform werden zur Feststellung der Witterungs verhältnisse Witterungssensoren 12 bis 14, nämlich ein Temperaturfühler 12, ein Regensensor 13 und ein Scheibenwischersensor 14, genutzt, die im Fahrzeug eingebaut sind. Außerdem werden die Daten des im Fahrzeug eingebauten Geschwindigkeitsmesssensors 15 verwendet. Die Messdaten der Sensoren 12 bis 15 werden über einen Fahrzeugbus 11 und eine Sensorschnittstelle 16 an das Navigationssystem 4 weitergeleitet und dort geeignet eingelesen.
Der Temperaturfühler 12 dient dabei zur Messung der Außentemperatur. Der Regensensor 13, der in seiner ursprünglichen Funktion zur automatischen Steuerung eines Scheibenwischers dient, misst den Niederschlag an der Fahrzeugscheibe. Mit dem Scheibenwischersensor 14 kann die Aktivität der Scheibenwischer, insbesondere der Heckscheibenwischerermittelt werden. Dadurch können nasse Fahrbahnen detektiert werden, auch wenn an sich kein Niederschlag mehr fällt, da insbesondere die Heckscheibenwischer regelmäßig aktiviert bleiben, solange von der Fahrbahn noch Feuchtigkeit aufgewirbelt wird.
Mit dem Geschwindigkeitsmesser 15 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen werden. Ein solcher Geschwindigkeitsmesser 15 ist regelmäßig bei allen Fahrzeugen vorhanden.
Über die Sensorschnittstelle 16 kann das mobile Navigationssystem 4 zyklisch oder permanent die Sensordaten der Fahrzeugsensoren 12 bis 15 auslesen. In der Warnhinweiseinheit 7 wird unter Rückgriff auf das GPS-Modul 6 bzw. der Map-Matching-Funktionalität auf in der Kartendatenbank 8 gespeicherten witterungsabhängigen Daten überprüft, welche Geschwindigkeit bei der aktuellen Witterung auf der aktuell befahrenen Straße erlaubt ist. Abhängig von dem Vergleich der mit dem Geschwindigkeitsmesser gemessenen aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der auf dem aktuellen Straßenabschnitt bei den aktuellen Witterungsverhältnissen erlaubten Höchstgeschwindigkeit kann dann ein akustischer und/oder optischer Warnhinweis angezeigt bzw. angesagt werden.
3 stellt schematisiert die Funktionsarchitektur des Zusammenwirkens des mobilen Navigationssystems 4 mit einer mobilen Sensoreinheit 19, die als Regensensor dient, dar. Die mobile Sensoreinheit 19 wird an der Innenseite einer Windschutzscheibe 18 befestigt. Über eine Schnittstelle 17, die insbesondere drahtlos ausgebildet sein kann, werden die Messdaten des Regensensors 19 in das mobile Navigationssystem 4 eingelesen und dort wiederum im Hinblick auf die Ausgabe von witterungsabhängigen Geschwindigkeitswarnhinweisen ausgewertet.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystem (4) in einem Fahrzeug, umfassend – eine Eingabeeinrichtung, an der Bedienerbefehle und/oder Ortsangaben, insbesondere Startpunkte und/oder Zielpunkte, eingegeben werden können, – eine Wegnetzdatenbank (8), – eine Routenberechnungseinheit (5) zur Berechnung einer geplanten Route unter Berücksichtigung der Ortsangaben und der Wegenetzdatenbank (8), wobei die Route vom Startpunkt zum Zielpunkt führt, – eine Signalempfangseinheit (6) zum Empfang von Positionssignalen, insbesondere GPS-Signalen, – eine Positionsermittlungseinheit (5), die die aktuelle Position aus den Positionssignalen bestimmt, – zumindest eine optische und/oder akustische Ausgabeeinrichtung (9), – zumindest einen Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle (16, 17), über die Daten zumindest eines Witterungssensors (12, 13, 14, 19) empfangen werden können, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse durch Auswertung der Messdaten des Witterungssensors (12, 13, 14, 19); b) Ausgabe eines Witterungswarnhinweises unter Berücksichtigung der aktuellen Witterungsverhältnisse und/oder Berechnung der geplanten Route unter Berücksichtigung der aktuellen Witterungsverhältnisse.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Niederschlagsensors (13, 14, 19) ausgewertet werden, wobei abhängig von den Messdaten des Niederschlagsensors vor Niederschlag, insbesondere vor Aquaplaning, gewarnt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Nebelsensors ausgewertet werden, wobei abhängig von den Messdaten des Nebelsensors vor Nebel gewarnt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Außentemperatursensors (12) und eines Niederschlagsensors ausgewertet werden, wobei abhängig von den Messdaten des Außentemperatursensors vor Glätte gewarnt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der witterungsabhängigen Berechnung der geplanten Route alle Straßenabschnitte, die in der Wegnetzdatenbank (8) mit bestimmten witterungsbezogenen Attributen spezifiziert sind, in Abhängigkeit von den aktuellen Witterungsverhältnissen ausgefiltert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Niederschlag und/oder Glätte alle Straßenabschnitte ausgefiltert werden, die in der Wegnetzdatenbank (8) mit einem Attribut zur Beschreibung der Aquaplaninggefahr gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nebel alle Straßenabschnitte ausgefiltert werden, die in der Wegnetzdatenbank (8) mit einem Attribut zur Beschreibung der Nebelgefahr gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Niederschlag und/oder Glätte alle Straßenabschnitte ausgefiltert werden, die in der Wegnetzdatenbank (8) mit einer Steigung oberhalb einer vordefinierten Grenzsteigung gespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkriterien zur witterungsabhängigen Berechnung der geplanten Route benutzerabhängig und/oder fahrzeugabhängig konfiguriert werden.
Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems (4)s in einem Fahrzeug, umfassend – eine Eingabeeinrichtung, an der Bedienerbefehle und/oder Ortsangaben, insbesondere Startpunkte und/oder Zielpunkte, eingegeben werden können, – eine Wegnetzdatenbank (8), in der Straßenabschnitte mit witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkungen durch spezielle Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute gekennzeichnet sind, – eine Routenberechnungseinheit (5) zur Berechnung einer geplanten Route unter Berücksichtigung der Ortsangaben und der Wegenetzdatenbank, wobei die Route vom Startpunkt zum Zielpunkt führt, – eine Signalempfangseinheit (6) zum Empfang von Positionssignalen, insbesondere GPS-Signalen, – eine Positionsermittlungseinheit (5), die die aktuelle Position aus den Positionssignalen bestimmt, – zumindest eine optische und/oder akustische Ausgabeeinrichtung (9), – zumindest einen Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle (16, 17), über die Daten zumindest eines Witterungssensors (12, 13, 14, 19) empfangen werden können, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse durch Auswertung der Messdaten des Witterungssensors (12, 13, 14, 19); b) Vergleich der aktuellen Witterungsverhältnisse mit den Witterungsverhältnissen, die dem witterungsabhängige Geschwindigkeitsbegrenzungsattribut des aktuellen Straßenabschnitts zugeordnet sind; c) Ausgabe zumindest eines witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsignals (2, 3) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis zwischen den aktuellen Witterungsverhältnissen und den Witterungsverhältnissen des Geschwindigkeitsbegrenzungsattributs.
Verfahren nach Anspruch 10, mit folgenden zusätzlichen Verfahrensschritten: a) Bestimmung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges; b) Vergleich zwischen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der im witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattribut beschriebenen Geschwindigkeitsbeschränkung; c) Ausgabe eines Geschwindigkeitswarnhinweises, in Abhängigkeit vom Vergleich zwischen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkung.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich zwischen der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbeschränkung eine absolute oder relative Toleranzschwelle berücksichtigt wird, wobei die Geschwindigkeitsbeschränkung dann als überschritten definiert und ein Geschwindigkeitswarnhinweises ausgegeben wird, wenn die Summe aus aktueller Geschwindigkeit und Toleranzschwelle größer und/oder gleich der Höchstgeschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitsbeschränkung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Niederschlagsensors (13, 14, 19) ausgewertet werden, wobei die witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute die maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit bei Niederschlag, insbesondere bei Aquaplaning, beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Nebelsensors ausgewertet werden, wobei die witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit bei Nebel beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Witterungsverhältnisse die Messdaten eines Außentemperatursensors (12) und eines Niederschlagsensors (13, 14, 19) ausgewertet werden, wobei die witterungsabhängigen Geschwindigkeitsbegrenzungsattribute die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit bei Glätte beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges in der Positionsermittlungseinheit (5) die zeitliche Änderung der aktuellen Position ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges die Messdaten eines im Fahrzeug eingebauten Geschwindigkeitssensors (15) über eine Sensorschnittstelle (16) in das Navigationssystem (4) eingelesen werden.
Navigationssystem (4), insbesondere mobiles Navigationsgerät, zum Betrieb in einem Fahrzeug, umfassend – eine Eingabeeinrichtung, an der Bedienerbefehle und/oder Ortsangaben, insbesondere Startpunkte und/oder Zielpunkte, eingegeben werden können, – eine Wegnetzdatenbank (8), – eine Routenberechnungseinheit (5) zur Berechnung einer geplanten Route unter Berücksichtigung der Ortsangaben und der Wegenetzdatenbank, wobei die Route vom Startpunkt zum Zielpunkt führt, – eine Signalempfangseinheit (6) zum Empfang von Positionssignalen, insbesondere GPS-Signalen, – eine Positionsermittlungseinheit (5), die die aktuelle Position aus den Positionssignalen bestimmt, – zumindest eine optische und/oder akustische Ausgabeeinrichtung (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem (4) zumindest einen Witterungssensor oder eine Witterungssensorschnittstelle (16, 17) zum Anschluss eines Witterungssensors (12, 13, 14, 19) umfasst, wobei die Daten des Witterungssensors (12, 13, 14, 19) im Navigationssystem (4) insbesondere bei der Ausgabe von witterungsabhängigen Geschwindigkeitswarnhinweisen (2, 3) und/oder bei der Ausgabe von witterungsabhängigen Witterungswarnhinweisen und/oder bei der witterungsabhängigen Berechnung einer geplanten Route berücksichtigt werden.
Navigationssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Witterungssensor in der Art eines Niederschlagsensors (3, 14) und/oder in der Art eines Außentemperatursensors (12) und/oder in der Art eines Nebelsensors ausgebildet ist.
Navigationssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Witterungssensorschnittstelle (16, 17) zur drahtlosen Datenübertragung geeignet ist, insbesondere dass die Witterungssensorschnittstelle (16, 17) in der Art einer Infrarotschnittstelle oder in der Art einer Schnittstelle gemäß dem „Bluetooth"-Datenübertragungsstandard ausgebildet ist.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Witterungssensorschnittstelle (17) zur Datenübertragung von Daten aus einer im Fahrzeug angeordneten mobilen Sensoreinheit (19) geeignet ist, wobei die Messdaten der mobilen Sensoreinheit (19) über die Witterungssensorschnittstelle (17) in das Navigationssystem (4) eingelesen werden können.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Witterungssensorschnittstelle (16) zur Datenübertragung von Daten aus dem Datenbus (11) des Fahrzeugs geeignet ist, wobei die Messdaten eines im Fahrzeug eingebauten Witterungssensors (12, 13, 14) über die Witterungssensorschnittstelle (16) in das Navigationssystem (4) eingelesen werden können.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem (4) eine Halterung zur Befestigung eines mobilen Navigationsgerätes an der Windschutzscheibe (18) eines Fahrzeuges umfasst, wobei der Witterungssensor in die Halterung integriert ist.
Navigationssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem (4) eine Halterung zur Befestigung eines mobilen Navigationsgerätes an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges umfasst, wobei die Halterung mit einem lösbaren Koppelungsorgan, insbesondere mit einem Saugfuß, an der Windschutzscheibe (18) fixiert wird, und wobei ein Niederschlagsensor in das Koppelungsorgan integriert ist.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Witterungssensor (13, 19) in der Art eines Reflexionssensors ausgebildet ist, mit dem die Lichtreflexion an der Windschutzscheibe zur Bestimmung des Niederschlagbefalls ausgewertet werden kann.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Witterungssensor (14) in der Art eines Sensors ausgebildet ist, mit dem die Aktivität der Scheibenwischer des Fahrzeuges ausgewertet werden kann.
Navigationssystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Witterungssensor (14) zur Bestimmung der Aktivität der Scheibenwischer mit einem Filterungsglied zusammenwirkt, das die Aktivität der Scheibenwischer zur Funktion der Scheibenreinigung ausfiltert.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Witterungssensor in der Art eines Sensors ausgebildet ist, mit dem die Aktivität der Nebelscheinwerfer und/oder der Nebelschlussleuchte des Fahrzeuges ausgewertet werden kann.
Navigationssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass im Navigationssystem für die Ausgabe von Geschwindigkeitswarnhinweisen unterschiedliche Schwellenwerte gespeichert sind.