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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Navigationssystem.
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Mit
Navigationssystemen ist es möglich,
eine Route zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt zu berechnen.
Dabei ist es bekannt, beginnend am Startpunkt kontinuierlich die
erwartete Fahrzeit oder Ankunftszeit zu bestimmen, insbesondere
zu prognostizieren, und dem Fahrer an einem Display anzuzeigen.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Navigationssystem
anzugeben, durch das eine zuverlässige
Bestimmung der erwarteten Ankunftszeit erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu
entnehmen.
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Die
Erfindung basiert demnach auf dem Gedanken, die erwartete Ankunftszeit
oder Reiszeit basierend auf einer Durchschnittsgeschwindigkeit (zweite
Durchschnittsgeschwindigkeit) zu bestimmen, wobei die Durchschnittsgeschwindigkeit
nur für bestimmte,
als repräsentativ
für die
Strecke oder das Fahrverhalten erachtete, Zeiträume bestimmt wird; andere,
so genannte Ausschluss-Zeiträume
und die zugehörigen
Geschwindigkeiten werden bei der Bestimmung der Durchschnittsgeschwindigkeit
nicht oder schwächer
berücksichtigt.
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Ein
bevorzugtes Kraftfahrzeug-Navigationssystem weist dazu eine Messeinrichtung
zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Prozessoreinrichtung
auf. Die Prozessoreinrichtung ist zur Berechnung der erwarteten
Ankunftszeit oder Reisezeit derart eingerichtet, dass insbesondere
kontinu ierlich eine erste Durchschnittsgeschwindigkeit basierend
auf einem vorgegebenen zurückliegenden Zeitraum
bestimmt wird, und dass basierend auf der ersten Durchschnittsgeschwindigkeit
gegebenenfalls zumindest ein zurückliegender
Ausschluss-Zeitraum bestimmt wird. Es wird eine zweite Durchschnittsgeschwindigkeit
basierend auf einem vorgegebenen zurückliegenden Zeitraum bestimmt,
wobei zumindest der Ausschluss-Zeitraum nicht oder gegenüber anderen
Zeiträumen
nur abgeschwächt
berücksichtigt
wird. Die erwartete Ankunftszeit oder eine damit korrelierende Größe, wie
die erwartete Reisezeit, werden dann basierend auf der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
bestimmt.
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Neben
den genannten Größen, insbesondere
Durchschnittsgeschwindigkeiten, können selbstverständlich weitere
Größen in die
Prognose der Ankunftszeit einfließen, wie beispielsweise aktuelle
Verkehrsmeldungen, Wettermeldungen, in der Vergangenheit liegende
Fahrzeiten oder befahrene Straßenarten.
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Die
Ankunftszeit muss sich nicht auf ein End-Ziel beziehen, sondern
kann sich auch auf ein Zwischen-Ziel oder ein Ende eines Strecken-
oder Straßenabschnittes
beziehen.
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Die
Messeinrichtung zum Messen der Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise
eine in einem Kraftfahrzeug ohnehin vorhandene Messeinrichtung umfassen
bzw. dadurch gebildet sein, oder zur Bestimmung der Geschwindigkeit
basierend auf der – beispielsweise
durch ein GPS-System ermittelten – veränderlichen Position des Kraftfahrzeuges eingerichtet
sein.
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Durch
die Erfindung wird erreicht, dass gemessene Fahrzeuggeschwindigkeiten,
welche für
die Fahrweise des Fahrers oder die befahrene Strecke untypisch sind,
bei der Berechnung der relevanten zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
nicht berücksichtigt
werden, so dass sich insgesamt, wie auf wändige Simulationen zeigten,
die erwartete Ankunftszeit zuverlässiger prognostizieren lässt. Vorzugsweise bildet
die Abweichung der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit von der ersten
Durchschnittsgeschwindigkeit ein Maß für die Relevanz der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit.
Insbesondere wird vorgeschlagen, gemessene Fahrzeuggeschwindigkeiten, die
stark von der ersten Durchschnittsgeschwindigkeit abweichen, schwächer oder
nicht bei der Berechnung der relevanten zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
zu berücksichtigen.
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Vorzugsweise
sind der Ausschluss-Zeitraum oder die Ausschluss-Zeiträume dadurch
bestimmt oder definiert, dass der Betrag der Differenz zwischen
gemessener Fahrzeuggeschwindigkeit und erster Durchschnittsgeschwindigkeit
größer als
ein vorgegebener Grenzwert ist.
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Dadurch
werden beispielsweise auf einer Autobahn kurze Staus oder kurze
Hochgeschwindigkeits-Passagen bei der Bestimmung der für die Prognose
der Ankunftszeit relevanten zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
schwächer
oder nicht berücksichtigt.
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Alternativ
können
der Ausschluss-Zeitraum oder die Ausschluss-Zeiträume dadurch
bestimmt oder definiert sein, dass die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner ist als die erste Durchschnittsgeschwindigkeit abzüglich eines
vorgegebenen, beispielsweise straßentypspezifischen, Geschwindigkeitswertes.
In diesem Fall bleiben beispielsweise auf einer Autobahn kurze Stau-Passagen
bei der Bestimmung der für
die Prognose der Ankunftszeit relevanten zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
unberücksichtigt,
wohingegen kurze Hochgeschwindigkeits-Passagen schon berücksichtigt
werden.
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Alternativ
oder ergänzend
dazu können
der Ausschluss-Zeitraum oder die Ausschluss-Zeiträume dadurch
bestimmt oder definiert sein, dass die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner ist als eine vorgegebene straßen typ-spezifische Grenzgeschwindigkeit.
Auch in diesem Fall bleiben beispielsweise auf einer Autobahn kurze
Stau-Passagen bei der Bestimmung der für die Prognose der Ankunftszeit
relevanten zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit unberücksichtigt,
wohingegen kurze Hochgeschwindigkeits-Passagen schon berücksichtigt werden. Eine Bestimmung
der ersten Durchschnittsgeschwindigkeit kann hier entfallen.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Figuren näher
erläutert. Dabei
zeigen
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1 und 2 für verschiedene
Szenarien den zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeiten;
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3 und 4 für verschiedene
Szenarien den zeitlichen Verlauf der erwarteten Ankunftszeit.
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Es
wird von einem Kraftfahrzeug mit Navigationssystem ausgegangen,
das beispielsweise programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass
ausgehend von der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit ein Verfahren
mit folgenden Schritten durchgeführt wird:
- – Bestimmung
einer ersten gleitenden Durchschnittsgeschwindigkeit;
- – Bestimmung
von Ausschluss-Zeiträumen,
in denen die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit stärker als
ein vorgegebener Wert von der ersten gleitenden Durchschnittsgeschwindigkeit
abweicht;
- – Bestimmung
einer zweiten gleitenden Durchschnittsgeschwindigkeit, wobei die
Ausschluss-Zeiträume
nicht berücksichtigt
werden;
- – kontinuierliche
Bestimmung der erwarteten Ankunftszeit beim Zielpunkt basierend
auf der zweiten gleitenden Durchschnittsgeschwindigkeit insbesondere
basierend auf der Bildung des Quotienten aus "Restfahrstrecke zum Zielpunkt" und "zweite gleitende
Durchschnittsgeschwindigkeit".
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Insbesondere
werden dabei folgende Schritte durchgeführt:
- – Berechnung
der gleitenden ersten Durchschnittsgeschwindigkeit vav in
einem zurückliegenden
Zeitraum von beispielsweise einer Minute.
- – Berechung
von dv, der Differenz zwischen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit
v und der gleitenden ersten Durchschnittsgeschwindigkeit vav.
- – Bestimmung
der Zeitintervalle Tin, in welchen der absolute
Wert von dv kleiner oder gleich einer Grenzgeschwindigkeit
vco ist.
- – Bestimmung
der Zeitintervalle Toff, in welchen der
absolute Wert von dv größer einer Grenzgeschwindigkeit
vco ist.
- – Berechnung
der Zeit tsin, welche bestimmt ist durch
die Summe der Zeitintervalle Tin.
- – Bestimmung
der Strecke din, die während der Zeitintervalle Tin zurückgelegt
wurde.
- – Bestimmung
der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit vin (Durchschnittsgeschwindigkeit der
Zeitintervalle Tin): vin =
din,/tsin.
- – Bestimmung
der prognostizierten Zeit t2 bis zum Erreichen
des Zielpunktes basierend auf der Annahme, dass die Strecke bis
zum Zielpunkt mit der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit vin zurückgelegt
wird.
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Bei
vorgegebener gemessener Fahrzeuggeschwindigkeit v ergeben sich bei
Anwendung dieses Verfahrens die in 1 dargestellten
zeitlichen Verläufe
der ersten Durchschnittsgeschwindigkeit vav und der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
vin, wobei die zweite Durchschnittsgeschwindigkeit vin stabiler
oder robuster gegenüber
kurzen und starken Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit v ist. Dies
führt bei
der Annahme, dass kurze und starke Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit
eine geringe Aussagekraft hinsichtlich der zukünftigen Fahrzeuggeschwindigkeit
haben, zu einer zuverlässigeren
und stabileren prognostizierten Reisezeit ("Time to Destination") oder Ankunftszeit.
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In 2 ist
die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der ersten
Durchschnittsgeschwindigkeit vav dargestellt. Als Ausschluss-Zeiträume Toff
werden nun die Zeiträume
bewertet, in denen der Betrag der Differenz aus Fahrzeuggeschwindigkeit
v und erster Durchschnittsgeschwindigkeit vav über einer vorgegebenen beispielsweise
straßentyp-abhängigen Grenzgeschwindigkeit
vg liegt. Die übrigen
Zeiträume
Tin werden bei der Bestimmung der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
zumindest teilweise, beispielsweise für einen vorgegebenen zurückliegenden
Zeitraum, berücksichtigt.
Alternativ dazu werden die Ausschluss-Zeiträume Toff zwar berücksichtigt,
werden aber bei der Bestimmung der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
gegenüber übrigen Zeiträumen Tin
schwächer
berücksichtigt
oder gewichtet.
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Die 3 und 4 zeigen
die zeitliche Entwicklung t1, t2 der prognostizierten verbleibenden Reisezeit,
wobei der erste Graph t1 das Ergebnis der Verwendung der ersten
Durchschnittsgeschwindigkeit (t1 = Reststrecke/vav) und
der Graph t2 das Ergebnis der Verwendung der zweiten Durchschnittsgeschwindigkeit
(t2 = Reststrecke/vin) ist. Es zeigt sich,
dass t2 stabiler und zuverlässiger
als t1 ist.