DE102007050021A1

DE102007050021A1 - Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems

Info

Publication number: DE102007050021A1
Application number: DE102007050021A
Authority: DE
Inventors: Ali Chousein
Original assignee: Navigon AG
Current assignee: Garmin Wurzburg GmbH
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-04-23
Also published as: WO2009049579A1; EP2200555A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems mit folgenden Verfahrensschritten: a) Berechnung einer Fußgängerroute (9) von einem Startpunkt (2) zu einem Zielpunkt (3), wobei die Fußgängerroute (9) aus einer Folge von Streckensegmenten und Knotenpunkten zwischen den Streckensegmenten besteht, die mit einem Routenberechnungsverfahren aus einer Datenbank, in der ein geographisches Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knochenpunkte beschrieben ist, selektiert werden, b) Berechnung zumindest einer Manöveranweisung, die Anweisungen für den Benutzer enthält, um ausgehend vom aktuellen Standpunkt der Fußgängerroute (9) zu folgen, c) Ausgabe der Manöveranweisungen, wobei beim Routenberechnungsverfahren für einzelne Streckensegmente zumindest teilweise jeweils ein Verkehrssicherheitswert gebildet wird und wobei die Berechnung der Fußgängerroute (9) die Gesamtheit der Verkehrssicherheitswerte entlang der Fußgängerroute (9) anhand zumindest eines vorgegebenen Optimierungskriteriums auf ein Optimum optimiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die US 5,470,233 und die US 6,502,032 beschreiben jeweils gattungsgemäße Navigationsverfahren zur Berechnung und Anzeige von Fußgängerrouten. Solche Navigationssysteme sind insbesondere für Menschen mit Behinderung, beispielsweise blinde Menschen, von großer Bedeutung.
Entsprechend der üblichen Verfahrensweise bei der Navigation von Fahrzeugen wird bei der Berechnung der Fußgängerroute eine Folge von Streckensegmenten und Knotenpunkten aus einer Datenbank selektiert, wobei die Gesamtheit von Streckensegmenten und Knotenpunkten eine zu Fuß zurücklegbare Wegstrecke zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt beschreibt. Die für die Zurücklegung dieser Fußgängerroute erforderlichen Manöveranweisungen werden vom Navigationssystem generiert und positionsabhängig an den Benutzer ausgegeben, beispielsweise durch akustische Ansage.
Ergeben sich bei der Berechnung der Fußgängerroute vom Startpunkt zum Zielpunkt verschiedene Routenalternativen, so ist es bekannt, anhand bestimmter Optimierungskriterien eine der möglichen Alternativen durch Optimierungsalgorithmen auszuwählen. Bei der Fahrzeugnavigation ist es beispielsweise üblich, dass die Route ausgewählt wird, die innerhalb der kürzesten Zeit zurückgelegt werden kann. Auch ist es bekannt, die Berechnung der Bewegungsroute auf die kürzeste Strecke zu optimieren.
Bei der Berechnung von Fußgängerrouten sind vielfach andere Kriterien als bei der Berechnung von Fahrzeugrouten von Bedeutung. Dies insbesondere dann, wenn die Fußgängerroute für einen Benutzer mit körperlichen Defiziten, beispielsweise eine blinde Person oder einen Rollstuhlfahrer, berechnet wird. Für solche Personen ist die Verkehrssicherheit von großer Bedeutung, da Behinderte oder auch ältere Personen sich vielfach nicht mehr mit der Gewandtheit von nichtbehinderten Personen durch den Verkehr orientieren können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems vorzuschlagen, mit dem die Verkehrssicherheit von Fußgängern im Straßenverkehr erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass ein neuartiges Optimierungskriterium eingeführt wird. Bei diesem Kriterium handelt es sich um einen Verkehrssicherheitswert, mit dem die Verkehrssicherheit der einzelnen Streckensegmente quantifiziert wird. Bei der Berechnung der Fußgängerroute mit dem Routenberechnungsver fahren erfolgt dann eine Optimierung der Gesamtheit der Verkehrssicherheitswerte, um die Route mit der höchsten Verkehrssicherheit auszuwählen und anzubieten. Auf diese Weise wird nicht mehr die schnellste oder kürzeste Route ausgewählt, sondern die Route, entlang welcher der Benutzer den Weg mit der höchsten Verkehrssicherheit zurücklegen kann. Dies ist insbesondere für Menschen mit körperlichen Beschränkungen, insbesondere älteren Menschen, behinderten Menschen oder Kindern, von großer Bedeutung.
In welcher Weise die Verkehrssicherheitswerte zur Bewertung der Routensicherheit ermittelt bzw. abgeleitet werden, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer ersten, besonders einfachen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass in der Datenbank zur Beschreibung des geographischen Gebiets für jedes Streckensegment ein Verkehrssicherheitswert als Attribut gespeichert ist. Dieses Verkehrssicherheitsattribut beschreibt dann in quantifizierbarer Weise die Verkehrssicherheitsbewertung für den entsprechenden Streckenabschnitt. Bei der Berechnung der Fußgängerroute können dann die gespeicherten Verkehrssicherheitswerte aus der Datenbank abgerufen und anschließend, beispielsweise durch gewichtete Addition der Verkehrssicherheitswerte der einzelnen Streckensegmente, kann die Verkehrssicherheit der gesamten Fußgängerroute bewertet werden.
Sind in der Datenbank keine Verkehrssicherheitswerte als unmittelbare Attribute gespeichert, können durch entsprechende Berechnungsverfahren aus anderen Kriterien jeweils Verkehrssicherheitswerte abgeleitet werden. Vielfach enthalten die Datenbanken Typenspezifikationen zur Beschreibung von verschiedenen Typen von Streckensegmenten, wobei die jeweiligen Typenspezifikationen signifikante Rückschlüsse auf die Verkehrssicherheit in diesem Streckensegment erlauben. Ohne zusätzlichen Aufwand ist es deshalb möglich, die Typenspezifikation aus der Datenbank abzufragen und gemäß vorgegebener Ableitungsalgorithmen daraus zu dem jeweiligen Streckenabschnitt einen Verkehrssicherheitswert abzuleiten.
Welche Arten von Typenspezifikationen zur Ableitung des zugeordneten Verkehrssicherheitswertes Berücksichtigung finden, ist grundsätzlich beliebig. Da die Verkehrssicherheit von Fußgängern von besonderer Bedeutung ist, sollten Kreuzungen mit Fußgängerampelanlagen, insbesondere bei Vorhandensein einer akustischen Lichtzeichensignalisierung, wie sie für blinde Personen von Bedeutung ist, typenspezifisch berücksichtigt und ein entsprechend hoher Verkehrssicherheitswert sollte daraus abgeleitet werden.
Weiter ist es vorteilhaft, gesicherte Fußgängerwege, wie beispielsweise Zebrastreifen gemäß der deutschen Straßenverkehrsordnung, typenspezifisch zu selektieren und mit einem entsprechend hohen Verkehrssicherheitswert zu versehen.
Streckenabschnitte entlang von Schienenstrecken, beispielsweise Straßenbahnen, sollten ebenfalls selektiert aber mit einem relativ niedrigen bzw. negativen Verkehrssicherheitswert versehen werden, da entsprechende Wege an Schienenstrecken für Fußgänger, insbesondere für Personen mit körperlichen Einschränkungen, hohe Gefahren bergen.
Alternativ bzw. additiv zur Berücksichtigung der Typenspezifikation des Streckensegments können auch Statistikwerte zur Beschreibung der Unfallhäufigkeit an einem Streckensegment bei der Ableitung des jeweiligen Verkehrssicherheitswertes Berücksichtigung finden. Die Unfallhäufigkeit an bestimmten Streckensegmenten kann dabei beispielsweise aus geeigneten Internetdatenbanken oder öffentlichen Statistiken abgerufen werden.
Als weitere Alternative zur Berücksichtigung der Typenspezifikation bzw. der Unfallhäufigkeit kann auch die Verkehrsdichte in den Streckensegmenten als verkehrssicherheitsrelevantes Kriterium ausgewertet werden. Denn Straßen und Wege mit hoher Verkehrsdichte bergen potentiell höhere Unfallgefahren als Straßen und Wege mit niedriger Verkehrsdichte.
Da sich die Verkehrsdichte zeitabhängig ändern kann, ist es besonders vorteilhaft, wenn bei Berücksichtigung der Verkehrsdichte zur Quantifizierung der Verkehrssicherheitswerte eine dynamische Aktualisierung vorgenommen wird. Dazu können beispielsweise die in TMC-Meldungen enthaltenen Verkehrsdichtewerte empfangen und ausgewertet werden.
Ein weiteres Kriterium für die Bewertung der Verkehrssicherheit ist die Topographie eines Streckensegments. Insbesondere Streckensegmente mit großen Steigungen bergen potentiell hohe Unfallrisiken, insbesondere für blinde Personen und Rollstuhlfahrer. Um diese Gefahren bewerten zu können, können die in der Datenbank gespeicherten Topographiedaten der Streckensegmente ausgelesen und mit vorgegebenen Wertungsalgorithmen daraus Verkehrssicherheitswerte für die Streckensegmente abgeleitet werden.
Um die verkehrssicherheitsabhängige Routenführung auf die Bedürfnisse von unterschiedlichen Benutzergruppen abstimmen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn verkehrssicherheitsrelevante Optimierungskriterien benutzerdefiniert konfiguriert sind. So sind beispielsweise Ampelanlagen mit akustischer Lichtzeichensignalisierung für sehbehinderte bzw. blinde Personen von großer Bedeutung, wohingegen das entsprechende Kriterium für Rollstuhlfahrer keinerlei Bedeutung hat. Eine entsprechende Anpassung des Routenprofils bei der Optimierung des Routenberechnungsverfahrens sollte deshalb möglich sein. Dazu sollten insbesondere auch einzelne Kriterien an- bzw. abgeschaltet werden können.
Ein durch den Benutzer eingestelltes verkehrssicherheitsrelevantes Benutzerprofil sollte außerdem auch dauerhaft abgespeichert werden können, um dadurch die jeweilige Neueingabe des Benutzerprofils bei Neustart des Navigationssystems zu vermeiden.
Der Betrieb eines Navigationssystems mit dem erfindungsgemäßen Navigationsverfahren ist insbesondere für Personen mit Sehbehinderung von Bedeutung. Bevorzugt sollte deshalb eine akustische Benutzereingabe durch Spracherkennung ermöglicht werden. Außerdem sollten die Benutzeranweisungen bevorzugt auch akustisch ausgegeben werden, um sehbehinderten Personen die Einhaltung der Routenführung zu ermöglichen.
Verschiedene Aspekte der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 ein geographisches Gebiet mit einer Fußgängerroute, berechnet mit einem Routenberechnungsverfahren gemäß dem Stand der Technik;
2 das geographische Gebiet gemäß 1 mit einer Fußgängerroute, berechnet mit einem erfindungsgemäßen Routenberechnungsverfahren.
1 zeigt ein geographisches Gebiet 1 im Ausschnitt. Mittels eines Navigationsverfahrens soll eine Fußgängerroute berechnet werden, die den Benutzer vom Startpunkt 2 zu einem Zielpunkt 3 führt. Bei Benutzung der herkömmlichen Optimierungskriterien wird eine Fußgängerroute 4 berechnet, die in 1 strichliniert angedeutet ist. Die Fußgängerroute 4 ist dabei dahingehend optimiert, dass sie den Benutzer entlang der kürzesten möglichen Strecke vom Startpunkt 2 zum Zielpunkt 3 führt. Die Verkehrssicherheit des Benutzers bei der Benutzung der Fußgängerroute 4 findet dabei keinerlei Berücksichtigung.
2 zeigt eine Fußgängerroute 9 vom Startpunkt 2 zum Zielpunkt 3, die unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Routenberechnungsverfahrens ermittelt wurde. Die Route 9 führt den Benutzer dabei entlang von zwei Ampelanlagen 5 und 8 bzw. über einen durch Zebrastreifen 6 gesicherten Fußgängerüberweg. Diese Kriterien führen bei der Betrachtung der Route 9 zu einem in der Gesamtheit hohen Verkehrssicherheitswert, so dass das Navigationssystem die Route 9 gegenüber der Route 4 bevorzugt auswählt und dem Benutzer anzeigt.
Der Benutzer hat dabei die Möglichkeit, seine Eingaben in akustischer Sprachform zu machen, wobei ein Spracherkennungssystem diese akustischen Eingaben in maschinenlesbare Daten umwandelt. Die Manöveranweisungen an den Benutzer erfolgen ebenfalls akustisch. Dabei kann das System zusätzlich ein Betätigungselement, beispielsweise eine Taste, aufweisen, wobei die Manöveranweisungen jeweils erst nach Drücken der Taste ausgegeben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5470233 [0002]
- US 6502032 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems mit folgenden Verfahrensschritten: a) Berechnung einer Fußgängerroute (9) von einem Startpunkt (2) zu einem Zielpunkt (3), wobei die Fußgängerroute (9) aus einer Folge von Streckensegmenten und Knotenpunkten zwischen den Streckensegmenten besteht, die mit einem Routenberechnungsverfahren aus einer Datenbank, in der ein geographisches Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, selektiert werden, b) Berechnung zumindest einer Manöveranweisung, die Anweisungen für den Benutzer enthält, um ausgehend vom aktuellen Standpunkt der Fußgängerroute (9) zu folgen, c) Ausgabe der Manöveranweisungen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Routenberechnungsverfahren für einzelne Streckensegmente zumindest teilweise jeweils ein Verkehrssicherheitswert gebildet wird, wobei bei Berechnung der Fußgängerroute (9) die Gesamtheit der Verkehrssicherheitswerte entlang der Fußgängerroute (9) anhand zumindest eines vorgegebenen Optimierungskriteriums auf ein Optimum optimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank, in der das geographische Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, für zumindest einen Teil der Streckensegmente Verkehrssicherheitswerte gespeichert sind, wobei beim Routenberechnungsverfahren die gespeicherten Verkehrssicherheitswerte aus der Datenbank ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank, in der das geographische Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, für zumindest einen Teil der Streckensegmente Typenspezifikationen zur Beschreibung verschiedener Typen von Streckensegmenten gespeichert sind, wobei beim Routenberechnungsverfahren die gespeicherten Typenspezifikationen aus der Datenbank ausgelesen werden, und wobei aus den Typenspezifikationen korrelierende Verkehrssicherheitswerte abgeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fußgängerübergänge an Kreuzungen mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fußgängerübergänge an Kreuzungen mit Fußgängerampelanlage (5, 8) mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fußgängerübergänge an Kreuzungen mit Fußgängerampelanlage und einer akustischen Lichtzeichensignalisierung mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fußgängerübergänge an Schienenstrecken mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Streckenabschnitte entlang von Schienenstrecken mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass gesicherte Fußgängerübergänge an Kreuzungen, insbesondere mit Zebrastreifen (6), mit einer verkehrssicherheitsrelevanten Typenspezifikation in der Datenbank gespeichert sind und aus der Typenspezifikation ein korrelierender Verkehrssicherheitswert abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank, in der das geographische Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, für zumindest einen Teil der Streckensegmente Statistikwerte zur Beschreibung der Unfallhäufigkeit an den Streckensegmenten gespeichert sind, wobei beim Routenberechnungsverfahren die gespeicherten Statistikwerte aus der Datenbank ausgelesen werden, und wobei aus den Statistikwerten korrelierende Verkehrssicherheitswerte abgeleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank, in der das geographische Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, für zumindest einen Teil der Streckensegmente Verkehrsdichtewerte zur Beschreibung der Verkehrsdichte in einem Streckensegmenten gespeichert sind, wobei beim Routenberechnungsverfahren die gespeicherten Verkehrsdichtewerte aus der Datenbank ausgelesen werden, und wobei aus den Verkehrsdichtewerten korrelierende Verkehrssicherheitswerte abgeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsdichtewerte dynamisch aktualisiert werden, insbesondere, dass zur dynamischen Aktualisierung der Verkehrsdichtewerte TMC-Meldungen (Traffic Message Control) empfangen und ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank, in der das geographische Gebiet (1) durch Streckensegmente und Knotenpunkte beschrieben ist, für zumindest einen Teil der Streckensegmente Geometriedaten zur Beschreibung der Topographie eines Streckensegments, insbesondere der Steigung eines Streckensegments, gespeichert sind, wobei beim Routenberechnungsverfahren die gespeicherten Geometriedaten aus der Datenbank ausgelesen werden, und wobei aus den Geometriedaten korrelierende Verkehrssicherheitswerte abgeleitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass verkehrssicherheitsrelevante Optimierungskriterien benutzerdefiniert konfiguriert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verkehrssicherheitsrelevante Optimierungskriterien gemeinsam in einem verkehrssicherheitsrelevanten Benutzerprofil gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass akustische Benutzereingaben durch Spracherkennung detektiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Benutzeranweisungen akustisch ausgegeben werden.