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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Navigationseinrichtung,
insbesondere eines Navigationsgeräts, sowie eine solche
Navigationseinrichtung mit zugehörigem Speichermittel nach der
Lehre der unabhängigen Ansprüche.
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Gattungsgemäße
Navigationseinrichtungen werden insbesondere, jedoch keineswegs
ausschließlich, als mobile oder fest eingebaute Navigationsgeräte
in Fahrzeugen verwendet. Das Gerät umfasst in der Regel
zumindest ein Speichermittel, welches auch zur Speicherung der Daten
für eine digitale Karte dient, sowie ein Positionssignalempfangsmittel,
insbesondere für GPS-Signale, mit Positionsermittlungseinrichtung
zur Bestimmung einer Position aus den empfangenen Positionssignalen,
sowie ein Eingabemittel, welches auch zur Auswahl einer Streckenverlaufberechnungsmethode
und zur Zieleingabe dient, sowie eine Prozessoreinrichtung zur Berechnung
des Streckenverlaufs unter Berücksichtigung der Kartendaten
unter Verwendung eines mittels der Prozessoreinrichtung ablaufenden
Routenberechnungsalgorithmus. Der Benutzer hat dabei die Möglichkeit
ein Ziel einzugeben, wobei die Navigationseinrichtung die jeweilige
aktuelle Position des Kraftfahrzeuges durch Auswertung von GPS-Signalen
ermittelt und dem Fahrer Anweisungen zur Ansteuerung des Zielpunktes
entlang eines von der Navigationseinrichtung ermittelten Streckenverlaufes gibt.
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Eine
Routenberechnung mittels einer Navigationseinrichtung basiert bis
zum heutigen Zeitpunkt auf Daten, welche im digitalen Kartenmaterial hinterlegte
Straßen kennzeichnen. Diesen Straßen sind jeweils
Straßenklassen beziehungsweise Straßenattribute
zugeordnet, mit denen z. B. eine Autobahn gekennzeichnet werden
kann, ebenso wie Bundesstraßen und Kreisstraßen
etc.. Weitere kennzeichnende Attribute der Straßenelemente
können für zusätzliche Auswertungen herangezogen
werden.
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Aufgrund
dieser speziellen Attribute wird es möglich, Routen mit
verschiedenen Routingoptionen zu berechnen. So kann man beispielsweise
Autobahnen bevorzugen, oder möglichst kurze Routen berechnen
lassen, indem man verschiedenen Straßenklassen verschiedene
Reisegeschwindigkeiten zuweist und diese Parameter mittels der Routingoptionen
im Sinne des gewünschten Ergebnisses beeinflusst.
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Der
Routingalgorithmus berücksichtigt beispielsweise bei einer
Routenberechnung bei der Wahl der Routingoption „schnelle
Route", dass möglichst viele Kilometer auf für
hohe Geschwindigkeiten zugelassenen Straßenabschnitten
zurückgelegt werden können. Dagegen würde
ein Routingalgorithmus für die Berechnung einer Route gemäß der
Routingoption „kurze Route" die Geschwindigkeitsattribute der
Straßen weitestgehend außen vorlassen, um in erster
Linie die zu fahrenden Kilometer zu berücksichtigen.
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Zusammen
mit dem digitalen Kartenmaterial werden von den Kartenanbietern
jedoch wesentlich mehr Informationen mitgeliefert. So werden auch
so genannte Polygone mitgeliefert, die dazu dienen, bestimmte Gebiete
im Kartenmaterial zu markieren. Diese Polygone nutzt man auch, um
in der Kartendarstellung bestimmte Gebiete entsprechend einzufärben,
was für eine bessere Übersicht für den
Benutzer sorgt.
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Diese
Vorgehensweise dient beispielsweise dazu, auf einer im Display eines
Navigationssystems dargestellten Karte Wälder, Wiesen,
Wasser, Meer, bebaute Gebiete, oder sonstige klar umrissene Bereiche
darzustellen.
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Diese
Kennzeichnung dient jedoch lediglich als optische Kennzeichnung
für den Benutzer und wird bei der Streckenplanung, beziehungsweise Streckenberechnung,
von der Navigationseinrichtung nicht weiter berücksichtigt.
Somit ist es beispielsweise nicht möglich, Strecken entlang
oder innerhalb eines derart gekennzeichneten Gebietes von der Navigationseinrichtung
berechnen zu lassen. Es können auch keine Routen berechnet
werden, welche ganz gezielt entlang der umrissenen Gebiete verlaufen.
Außerdem können keine Gebiete großflächig für
die Streckenberechnung gesperrt oder dem Kartenmaterial gezielt
neu hinzugefügt werden.
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Die
europäische Patentschrift
EP 1 105 696 B1 beschreibt ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Route von einem Ausgangsort zu
einem Zielort unter Berücksichtigung eines Zwischenziels.
Das Verfahren ermittelt eine Route von dem Ausgangsort zum Zielort über
das Zwischenziel auf der Grundlage einer digitalen Kartenbasis.
Diese Kartenbasis enthält Kanten mit zugeordneten Widerständen
(Streckenattribute). Die Kanten entsprechen jeweils realen Straßen
in einem realen Straßennetz. Die Widerstände charakterisieren
diese Straßen. Die Zwischenziele sind dabei nicht exakt,
sondern räumlich unscharf mittels polygonartig begrenzter
Flächenbereiche, abgegrenzt. Innerhalb eines solchen Flächenbereiches
könnte beispielsweise eine Großstadt liegen, welche
als Zwischenziel definiert wurde. Bei der Berechnung der Route wird
der Gesamtwiderstand aller zur Route gehörenden möglichen
Kanten minimiert, wobei auch die die polygonartigen Flächen
begrenzenden Kanten, da sie ja reale Straßen darstellen,
berücksichtigt werden. Im Bereich der Zwischenziele erfolgt
eine Kantenauswahl mittels des Routenberechnungsalgorithmus derart,
dass eine Minimierung des Wi derstandes der gesamten Route vom Startpunkt
bis zum Zielpunkt unter Berücksichtigung des Zwischenzieles
erreicht wird.
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Als
Ergebnis kann diese Vorgehensweise zwar eine bezüglich
der Streckenwiderstände optimierte Route zum Ziel liefern,
sie eignet sich jedoch nicht dazu, die mittels der Kanten definierten
und durch Polygone begrenzten Flächen als solche bei der
Berechnung eines Streckenverlaufes in die Berechnung des Streckenverlaufes
mit einzubeziehen. Eine solche sehr wünschenswerte Anwendung
wäre, wie schon erwähnt, beispielsweise die Ermittlung
eines Streckenverlaufes entlang des Polygons, um das mittels des
Polygons begrenzte Gebiet gezielt zu umfahren.
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Die öffentlich
zugängliche Spezifikation First FeedMAP V1.0 vom 02.04.2007
(ERTICO 2007) erwähnt einen bekannten Ansatz zum Sperren
von auf Karten definierbaren Gebieten, indem eine manuelle Sperrung
einzelner Straßenelemente erfolgt, die diese Gebiete umgeben.
Diese Sperrung kann sowohl lokal im Navigationsgerät als
auch mittels Datenaustausch mit einem zentralseitigen Server umgesetzt werden.
Das Sperren von Straßen, um gezielt ein bestimmtes Gebiet
von der Streckenverlaufsberechnung auszuschließen, ist
jedoch sehr aufwändig und nicht sonderlich benutzerfreundlich.
Außerdem wäre mit diesem Ansatz lediglich das
Sperren des Gebietes möglich, nicht aber beispielsweise
das gezielte Umfahren des Gebietes. Auch ist nicht immer sichergestellt,
dass die um ein Gebiet liegenden Straßen mittels der bekannten
Methode stets derart sicher gesperrt werden können, dass
der ermittelte Streckenverlauf nicht doch zumindest teilweise durch
das eigentlich als gesperrt gekennzeichnete Gebiet verläuft.
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Ein
besonders benutzerfreundliches und gezieltes Sperren von Gebieten
oder die Beschränkung der Fahrstrecke auf bestimmte Gebiete
ist bei vertretbarem Aufwand durch den Anwender hier nicht sinnvoll
zu realisieren.
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Auch
die in einigen auf dem Markt befindlichen mobilen Navigationssystemen
implementierte und bekannte Routenplanungsoption mit der Bezeichnung „schöne
Route" ermöglicht die erwünschten Funktionen nicht.
Hierbei werden lediglich einzelne Streckenelemente ausgewertet oder
besonders bevorzugte Sonderziele (POI – Point of Interest)
berücksichtigt, wie bestimmte touristisch relevante Gebiete
(z. B. Sehenswürdigkeiten, historische Denkmäler,
Aussichtspunkte, etc.), und zur Ermittlung des Streckenverlaufes
vom Routenberechnungsalgorithmus mit herangezogen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein neues Verfahren zum Betrieb einer Navigationseinrichtung
vorzuschlagen, welches dem Anwender ermöglicht, auf einer
Karte identifizierte oder nachträglich definierbare Gebiete
in die Streckenverlaufsberechnung als in sich geschlossene Kartenbereiche
mit einzubeziehen. Es ist weiter die Aufgabe der Erfindung, für
dieses Verfahren geeignete Navigationseinrichtungen beziehungsweise
Mittel zur Verfügung zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung
und das erfindungsgemäße Speichermittel nach der
Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen
Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Navigationseinrichtung nutzt
die von den Kartenherstellern und in der Regel zusammen mit den
digitalen Kartendaten gelieferten Zusatzdaten, welche eigentlich
dazu dienen, in sich geschlossene Wald-, Wasser- und Wiesengebiete
oder bebaute Gebiete besonders zu kennzeichnen. Aus den in der Speichereinrichtung
beziehungsweise in dem Speichermittel abgelegten Daten werden Kartenabschnittsparameter
gewonnen oder ausgelesen, mittels derer wiederum die mittels Polygonen
auf der Karte gekennzeichneten Abschnitte gekennzeichnet sind und verarbeitbar
werden. Die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung
macht sich diese quasi kostenfrei zur Verfügung stehenden
Zusatzdaten auf bisher nicht bekannte vorteilhafte Art und Weise
zu Nutze.
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Die
Navigationseinrichtung nutzt die nun mittels der Kartenabschnittsparameter
von der Navigationseinrichtung verwertbaren geographischen Polygone
als zusätzliche Parameter für die Ermittlung des Streckenverlaufes,
wobei mindestens eines der Polygone für mindestens eine
der folgenden Streckenberechnungsoptionen (Routenoption) verwendet
wird:
- a) Ermittlung einer Route entlang des
Polygons, insbesondere eines Polygons, welches Gewässer oder
landschaftliche Gebiete, wie Wälder, Wiesen, Parks, etc.,
begrenzt;
- b) Ermittlung einer Route, welche nie durch ein mittels eines
Polygons begrenztes Gebiet führt, insbesondere kein Stadtgebiet
oder kein Schutzgebiet;
- c) Ermittlung einer Route, welche ausschließlich innerhalb
eines mittels eines Polygons begrenzten Gebietes verläuft;
- d) Beliebige Kombinationen aus den zuvor erwähnten
Optionen.
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Im
Speichermittel und/oder in einer Kartendatenbank und/oder in einem
Zusatzdatenspeicher sind die geographischen Polygone hinterlegt.
Die Navigationseinrichtung bezieht diese Daten in die Berechnung
des Streckenverlaufes derart mit ein, dass der Routenberechnungsalgorithmus
während der selbsttätigen Ermittlung des Streckenverlaufes
auf die aus dem Kartenmaterial gewonnenen Kartenabschnittsparameter
zugreift und so die polygonartig begrenzten Gebiete auf der Karte
in die Ermittlung des Streckenverlaufes mit einbezieht. Zusätzlich
erfolgt die Ermittlung des Streckenverlaufes nach Maßgabe
zumindest einer vom Benutzer der Navigationseinrichtung mittels
des Eingabemittels ausgewählten oben genannten Streckenverlaufberechnungsoption.
Der Benutzer steuert damit aktiv die Routenberechnung gemäß seiner
bevorzugten Präferenzen.
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Ein
Spediteur könnte beispielsweise Strecken für einen
Gefahrguttransport derart planen, dass die ermittelte Strecke beispielsweise
nie durch ein Gewässer- oder Landschaftsschutzgebiet führt. Für
Touristen könnten Routen berechnet werden, welche beispielsweise
entlang eines Strandes verlaufen oder entlang besonders sehenswerter Örtlichkeiten.
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Der
Anwender der Navigationseinrichtung wird mittels der Erfindung in
die Lage versetzt, die Ermittlung des Streckenverlaufes derart zu
beeinflussen, dass der errechnete Streckenverlauf seinen ganz persönlichen
Bedürfnissen gerecht wird.
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Vorzugsweise
ist von der Navigationseinrichtung ein Mittel zur manuellen Aufzeichnung
von Kartenabschnittsparametern durch den Benutzer umfasst, mittels
dessen die manuell aufgezeichneten Kartenabschnittsparameter im
Speichermittel abgespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass
der Benutzer mittels des Eingabemittels benutzerspezifische geographische
Polygone dem Kartenmaterial beziehungsweise dem Speichermittel hinzufügen kann.
Es ergeben sich damit unter anderem folgende weitere Routenoptionen:
- a) Ermittlung einer Route, welche nie durch
ein mittels eines benutzerdefinierten Polygons begrenztes Gebiet
führt;
- b) Ermittlung einer Route, welche entlang eines mittels eines
benutzerdefinierten Polygons begrenzten Gebiets führt;
- c) Ermittlung einer Route, welche durch das Kartenmaterial vordefinierte
Polygone und/oder benutzerdefinierte Polygone berücksichtigt;
- d) Beliebige Kombinationen aus den zuvor erwähnten
Optionen.
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Dies
hat den Vorteil, dass ein Benutzer ganze Gebiete großflächig
von der Ermittlung des Streckenverlaufes ausgrenzen kann und diese
damit für den Routenberechnungsalgorithmus sperren kann, ohne
dass einzelne das Gebiet umgebende Straßenabschnitte manuell
und aufwändig gesperrt werden müssen.
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Vorzugsweise
werden mittels der Kartenabschnittsparameter gekennzeichnete Kartenabschnitte
zusätzlich mit einem Identifikationsmittel gekennzeichnet,
wobei das Identifikationsmittel bei der Ermittlung des Streckenverlaufes
vom Routenberechnungsalgorithmus zusätzlich berücksichtigt
wird.
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Dieses
Identifikationsmittel könnte beispielsweise dem vorhandenen
Kartenmaterial und/oder einem Satz von Kartenabschnittsparametern
manuell vom Benutzer hinzugefügt werden. Mittels des Identifikationsmittels
können Polygone identifiziert werden und es ist möglich,
diese für die Ermittlung des Streckenverlaufes speziell
zu parametrieren. Erstellt der Benutzer beispielsweise ein benutzerspezifisches
Polygon entlang eines bestimmten Gebietes, so wird es mittels Auswertung
des Identifikationsmittels durch den Routenberechnungsalgorithmus
möglich, dieses Gebiet bei der Ermittlung des Streckenverlaufes
nach Maßgabe des Identifikationsmittels mit einzubeziehen
und/oder auszugrenzen.
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Das
Gebiet ist als Polygon im Kartenmaterial verankert, so dass sein
relativer Standort innerhalb der Karte definiert ist. Der Typ des
Polygons (Stadt, Gewässer, Landschaft) beziehungsweise
die Auswirkungen des Typs auf die Ermittlung des Streckenverlaufes
können mittels des Identifikationsmittels festgelegt werden.
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Die
benutzerspezifischen Kartenabschnittsparameter können in
einem von den Kartendaten separaten Speicherbereich und/oder innerhalb
eines für die Kartendaten vorgesehenen Speicherbereiches
im Speichermittel abgespeichert werden.
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Vorteilhafterweise
erfolgt die Ermittlung des Streckenverlaufes unter Berücksichtigung
von mittels des Eingabemittels vorgebbaren Strecken berechnungsoptionen.
Der Benutzer kann somit zur Optimierung des zu ermittelnden Streckenverlaufes
eine bestimmte Option oder eine Kombination von Optionen wählen,
welche seinen persönlichen Bedürfnissen am nächsten
kommt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Streckenverlaufberechnungsoptionen
auf mittels des Eingabemittels manuell erfasste Kartenabschnittsparameter
und/oder auf bereits vom Kartenhersteller gelieferte Kartendaten
angewendet werden. Dies erhöht zusätzlich die
Benutzerfreundlichkeit bei der Ermittlung des Streckenverlaufes
und damit die Attraktivität der Navigationseinrichtung.
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Besonders
vorteilhaft kann es sein, wenn unter Berücksichtigung einer
ersten Berechnungsoption ein Streckenverlauf ermittelt wird, welcher
zumindest teilweise außerhalb eines mittels der Kartenabschnittsparameter
gekennzeichneten Kartenabschnittes verläuft, wodurch dieser
Kartenabschnitt für die Strecke gesperrt wird.
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Auch
kann es ergänzend vorteilhaft sein, wenn unter Berücksichtigung
einer zweiten Berechnungsoption ein Streckenverlauf ermittelt wird,
welcher zumindest teilweise innerhalb eines mittels der Kartenabschnittsparameter
gekennzeichneten Kartenabschnittes verläuft, wobei zumindest
teilweise die Durchfahrt durch ein bestimmtes Gebiet vom Benutzer
erzwungen werden kann.
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Zusätzlich
kann es ergänzend vorteilhaft sein, wenn unter Berücksichtigung
einer dritten Berechnungsoption ein Streckenverlauf ermittelt wird, welcher
im wesentlichen zumindest teilweise entlang der Kontur eines mittels
der Kartenabschnittsparameter gekennzeichneten Kartenabschnittes
verläuft, so dass ein Gebiet gezielt umfahren werden kann.
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Ganz
besonders vorteilhaft kann es sein, wenn unter Berücksichtigung
einer Kombination zumindest zweier Streckenverlaufberechnungsoptionen
ein Streckenverlauf ermittelt wird, welcher zumindest abschnittsweise
nach Maßgabe einer dem Abschnitt zugeordneten Option verläuft.
Es ergeben sich dann alle zuvor erwähnten Vorteile für
den benutzerdefinierten Streckenverlauf in Kombination.
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Bevorzugt
werden auch Streckenattribute zur Kennzeichnung der von den Kartendaten
umfassten Wegenetze im Speichermittel abgelegt, wobei diese Streckenattribute
unter Berücksichtigung der Kartenabschnittsparameter von
der Navigationseinrichtung modifiziert werden. Somit wird es möglich,
zusätzliche Randbedingungen und Freiheitsgrade für
die Definition eines benutzerspezifisch konfigurierten Streckenverlaufes
zu schaffen. Erzielt wird dieses Ergebnis vorzugsweise damit, dass
die innerhalb der für den Streckenverlauf nicht bevorzugten
Polygone liegenden Straßensegmente für den Algorithmus,
welcher die Streckenattribute berücksichtigt, automatisch
derart mittels der Streckenattribute gekennzeichnet werden, dass
der Algorithmus diese Segmente in bestimmten Fällen für
die Ermittlung des Streckenverlaufes nicht auswählt. Bevorzugte Polygone
werden dagegen derart gekennzeichnet, dass diese in jedem Falle
von dem Algorithmus berücksichtigt werden.
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Die
Streckenattribute werden mittels einer geeigneten Funktion an den
Algorithmus übermittelt. Die Funktion hat hierfür
ein Mittel zur Verfügung, welches in der Lage ist, festzustellen,
ob sich ein Straßenelement innerhalb oder außerhalb
eines Polygons befindet.
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Vorteilhafterweise
greift ein zweiter Algorithmus, vorzugsweise ein Algorithmus zur
Berechnung des kürzesten Weges, auch auf diese Streckenattribute
zu. Auch kann die Ermittlung des Streckenverlaufes zusätzlich
unter Berücksichtigung zumindest eines Abstandsparameters
erfolgen, welcher bei der Ermittlung des Streckenverlaufes zumindest
abschnittsweise den ermittelten Abstand des Streckenverlaufes entlang
der Kontur eines Kartenabschnittes beeinflusst. Es wird damit die
Möglichkeit geschaffen, dass die Navigationseinrichtung
einen Streckenverlauf, zusätzlich gesteuert mittels der
Streckenattribute, innerhalb eines vom Benutzer besonders bevorzugten
Abstandes entlang einer mittels der Kartenabschnittsparameter definierten
polygonartigen Kontur ermittelt.
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Somit
wird beispielsweise eine Strecke ermittelt, welche möglichst
nahe entlang eines Ufers oder möglichst weit entfernt von
einer Schlucht verläuft.
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Vorzugsweise
umfasst die Navigationseinrichtung eine Schnittstelle, mittels derer
auch der Algorithmus auf die Kartendaten zugreift, wobei die Schnittstelle
selbsttätig diesen Zugriff unter Berücksichtigung
der Kartenabschnittsparameter steuert.
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Diese
Lösung beschreibt den Zugriff auf das Speichermittel mittels
einer so genannten Kartenzugriffsschicht oder Softwarebibliothek
(Data Access Library – DAL). Auf diese Schicht beziehungsweise
Bibliothek wird in regelmäßigen Abständen
mittels des Routenberechnungsalgorithmus zugegriffen. Der Algorithmus
greift in diesem Falle also nicht direkt auf die beispielsweise
im Speichermittel abgelegten Daten zu, sondern indirekt.
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Vorzugsweise überprüft
die Schnittstelle selbsttätig die Lage benachbarter Streckenabschnitte
eines bereits ermittelten Streckenabschnittes bezüglich
eines mittels der Kartenabschnittsparameter gekennzeichneten Kartenabschnittes
und steuert mittels des Ergebnisses dieser Überprüfung
den Zugriff des Algorithmus auf die Kartendaten. Im Rahmen der Ermittlung
des Streckenverlaufes stellt der Algorithmus regelmäßig
mittels des Datenzugriffes fest, welche Nachbarstrecken bezüglich
eines bereits untersuchten Streckenelementes noch vorhanden sind.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Implementierung
kann die Kartenzugriffsschicht beziehungsweise Softwarebibliothek
somit völlig autark überprüfen, ob die
in der Karte vorhandenen Nachbarelemente innerhalb eines Polygons
für den Algorithmus zugänglich sind.
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Liegen
Straßensegmente beispielsweise innerhalb oder außerhalb
eines definierten Polygons, so entscheidet der mittels eines Identifikationsmittels definierte
Polygontyp letztlich darüber, ob die Daten für
den Algorithmus freigegeben oder gesperrt werden. Die letzte Variante
ist vor zugsweise für klare Verbote geeignet, z. B. wenn
außerhalb oder innerhalb einer mittels des Polygons gekennzeichneten Fläche
keine Fahrten vorgenommen werden sollen. Die vorherige Variante
ist vorzugsweise bei zumindest teilweise verlaufenden Strecken innerhalb
der Fläche zu wählen.
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Bevorzugt
wird die Berücksichtigung der Kartenabschnittsparameter
vom Routenberechnungsalgorithmus, abhängig von einem bereits
unter Berücksichtigung von Kartenabschnittsparametern ermittelten
Streckenverlauf, selbsttätig von der Navigationseinrichtung
gesteuert. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die selbsttätige
Berücksichtigung der Kartenabschnittsparameter vom Routenberechnungsalgorithmus
abhängig von den Daten der digitalen Karte mittels der
Navigationseinrichtung selbsttätig gesteuert wird. Die
umfassenden Optionen zur Berechnung eines Streckenverlaufes werden
somit nicht stets streng ausgelegt, insbesondere dann nicht, wenn
aufgrund der benutzerspezifischen Konfiguration oder einer nicht
logischen Konfiguration kein Streckenverlauf vom Startpunkt bis
zum Zielpunkt mittels der Navigationseinrichtung ermittelt werden
kann oder das für die Berechnung des Streckenverlaufes
freigegebene Gebiet kein zusammenhängendes Streckennetz
umfasst.
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Vorzugsweise
sind die mittels der Kartenabschnittsparameter definierten Abschnitte
derart mittels des Identifikationsmittels gekennzeichnet, dass die
Navigationseinrichtung diese Kartenabschnitte von der Berechnung
des Streckenverlaufes kategorisch ausschließt. Hiermit
ist eine einfache Versionsverwaltung mittels der Navigationseinrichtung
in Verbindung mit dem Datenträger für das Kartenmaterial realisiert.
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Eine
weitere Anwendung für das erfindungsgemäße
Verfahren wäre in diesem Zusammenhang in Verbindung mit
dem so genannten City-Map-Konzept auf Basis routingfähiger
Polygone möglich. Hierbei stattet man ein Navigationssystem
mit einer Mehrländer-Karte aus, möchte jedoch
nur die Routenberechnung in einer bestimmten Region (Citymap) erlau ben.
Innerhalb bestimmter Bereiche der Karte soll ein Routing vermieden
werden.
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Bestimmte
Kartenausschnitte werden hierbei mittels vom Kartenanbieter erstellten
Polygonen freigeschaltet, indem das den Kartenausschnitt kennzeichnende
Polygon beispielsweise mit dem Indentifikationsmittel „Verlassen
verbieten" typisiert wird. Dadurch wird nur in diesem von dem Polygon
definierten Gebiet das Routing erlaubt, wobei für den Rest
der benutzten Karte der Zugriff mittels der Navigationseinrichtung
gesperrt ist. Somit können mit einfachen Mitteln verschiedene
Versionen von Kartenmaterial realisiert und von der Navigationseinrichtung selbsttätig
verwaltet werden.
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Um
eine derartige Versionsverwaltung zu realisieren, bedient man sich
einer Navigationseinrichtung, wie sie im zuvor erläuterten
Verfahren benutzt wird, wobei diese ein Mittel umfasst, mittels dessen
das in der Regel von einer Speichereinrichtung umfasste Identifikationsmittel
zur Typisierung des Kartenabschnittes auswertbar ist, wobei vorzugsweise
noch ein Mittel vorgesehen ist, mittels dessen auf dem Speichermittel
ein Identifikationsmittel für einen Kartenabschnitt und/oder
ein Kennzeichen für einen Kartenabschnitt, beispielsweise
auch nachträglich, abspeicherbar ist. Dies erhöht
eine individuelle Versionsstrategie bei vorhandenem Kartenmaterial,
weil die Navigationseinrichtung mittels des Ergebnisses der Auswertung
steuerbar ist, insbesondere auch der Vorgang der Ermittlung zumindest
einzelner Streckenabschnitte.
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Um
dies zu realisieren, wird die Speichereinrichtung mit einer Datenstruktur,
umfassend Daten einer digitalen Wegenetzkarte sowie einer Kennzeichnung
für in sich geschlossene Kartenabschnitte, innerhalb der
Wegenetzkarte versehen, wobei zusätzlich ein Identifikationsmittel
zur Typisierung des gekennzeichneten Kartenabschnittes umfasst ist. Vorzugsweise
ist die Speichereinrichtung beschreibbar, so dass auf der Speichereinrichtung
ein Identifikationsmittel und/oder ein Kennzeichen für
einen Kartenabschnitt mittels der Navigationseinrichtung auch nachträglich
noch abspeicherbar ist.
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Die
Summe aller Vorteile bildet eine Navigationseinrichtung mit einer
Speichereinrichtung, insbesondere betrieben mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Einige
Ausführungsformen der Erfindung werden im nachfolgenden
Abschnitt erläutert und mittels Zeichnungen grob schematisch
dargestellt. Nicht alle dargestellten Aspekte sind für
die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich.
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Es
zeigen:
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1 einen
mittels eines Polygons begrenzten Landstrich;
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2 eine
mittels eines Polygons begrenzte Insel;
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3 einen
mittels eines Polygons begrenzten Fluss;
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4 eine
mittels eines Polygons begrenzte erste Stadt;
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5 eine
mittels eines Polygons begrenzte zweite Stadt;
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6 eine
mittels eines Polygons begrenzte dritte Stadt;
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7 ein
Menü zur Routenplanung am Navigationsgerät.
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1 stellt
einen Kartenbereich 1 dar, der beispielweise auf dem Anzeigemittel
der Navigationseinrichtung zur Anzeige kommt. Der Bereich 2 zeigt
Wald- und/oder Wiesengrund, welcher mittels einer ersten Farbe gekennzeichnet
wird. In dieser Applikation wird Wald- und/oder Wiesengrund jeweils mittels
der selben Farbe gekennzeichnet. Das mittels einer zweiten Farbe
gekennzeichnete Gebiet 3 stellt eine so genannte „Build-Up-Area"
dar, was dieses Gebiet als bewohntes Gebiet 3 kennzeichnet.
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Aus 2 wird
deutlich, dass das gezeigte Polygon 4 die Insel Sylt umgibt.
Deutlich wird hierbei auch, dass auch Inselregionen innerhalb eines
Polygons gekennzeichnet sein können. Eine Fahrt entlang
des Polygons 4 entspräche in diesem Falle einer Inselrundfahrt
entlang der Küstengebiete, was für Touristen sehr
attraktiv sein könnte.
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Aus 3 wird
deutlich, dass mittels eines Polygons 5 auch ein Fluss
oder ein Gewässer kennzeichenbar ist, hier beispielsweise
der Fluss Main.
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Diese
in den 1 bis 3 gezeigten Polygone 2, 3, 4, 5 werden
derzeit nicht für die Berechnung von Routen mittels Navigationssystemen
in Betracht gezogen. Nutzt man diese Polygone zusätzlich,
um Routen zu berechnen, so kann bei der Implementierung im Routingalgorithmus
verankert werden, dass Routen möglichst die Polygone 2, 3, 4, 5 berücksichtigen.
Hierdurch wird ein so genanntes Anziehungsverhalten beziehungsweise
ein so genanntes Abstoßverhalten zwischen dem zu ermittelnden
Streckenverlauf und der mittels der Polygone 2, 3, 4, 5 definierten
Konturen bei der Berechnung bewirkt, so dass die Route möglichst
nahe oder möglichst fern von einem bestimmten Polygontyp 2, 3, 4, 5 verläuft.
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Plant
man beispielsweise eine Route, die sich nicht mit dem Polygontyp „Build-Up-Area" 3, 6, 7, 8 schneiden
darf, so wird für diesen Polygontyp die Eigenschaft „Durchfahrt
verbieten" mittels eines Identifikationsmittels definiert. Dadurch
wird die Route durch kein bebautes Gebiet 3, 6, 7, 8 mehr
führen und somit also auch keine Dörfer und Städte
berücksichtigen.
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Man
könnte auch die Bedingung vorgeben, dass sich der Streckenverlauf
möglichst nahe an einem Polygontyp, welcher beispielsweise
Gewässer kennzeichnet, orientiert. Mit einer Zusatzoption,
welche zusätzlich vorgibt, einen Streckenverlauf zu ermitteln,
welcher möglichst nahe entlang dieses Polygontyps verläuft,
entsteht eine Route, welche überwiegend am Meer entlang
verläuft.
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Bei
derartigen Vorgaben kommt üblicherweise ein distanzbasierter
Algorithmus zur Berechnung des kürzesten Weges zum Tragen,
wobei in einem definierbaren Abstand um den gewünschten
Polygontyp positionierte Straßensegmente mit einer Kostenreduzierung
(für den gewünschten Verlauf entsprechend konfigurierte
Straßensegmentattribute) ausgestattet werden.
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Eine
Kombination beider zuvor erwähnten Routen ist ebenfalls
möglich, wenn beispielsweise Fahrten entlang eines Polygons
erwünscht sind, aber möglichst keine Durchfahrten.
Somit könnte im Falle von nahe des Streckenverlaufes vorhandenen
Wasserflächen die Berücksichtigung von Brücken
oder Fähren vermieden werden.
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Erstellt
der Benutzer selbstständig ein eigenes Polygon 6 mittels
der Kartenabschnittsparameter und fügt es dem digitalen
Kartenmaterial durch Abspeicherung mittels des Eingabemittels zu,
so ergibt sich ebenfalls aufgrund des erfindungsgemäßen
Verfahrens die Möglichkeit, einen benutzerdefinierten Kartenabschnitt
für den Routenberechnungsalgorithmus zu sperren bzw. zu
vermeiden, dass der ermittelte Streckenverlauf durch dieses Gebiet
führt.
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Auch
können größere Gebiete gesperrt werden,
indem nahe beieinander liegende Gebiete für sich gesperrt
werden. Beispielsweise könnte die Sperrung eines größeren
Gebietes mittels einer entsprechenden Kennzeichnung („Durchfahrt
gesperrt") von benachbarten Polygonen, welche die Bundesländer
Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg und Berlin umschließen,
erreicht werden. Hierzu muss im Routing hinterlegt werden, dass
derartig gekennzeichnete Gebiet nicht durchfahren werden dürfen.
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Ähnlich
dem Durchfahrtsverbot für eine „Build-Up-Area" 3, 6, 7, 8 ist
es auch denkbar, einem Algorithmus nur zu erlauben, in der Nähe
oder innerhalb eines Gebietes die Strecke zu planen, beispielsweise
nur innerhalb des Einzugsgebietes von München 7 oder
von Gunzenhausen 8, wie es beispielsweise in den 5 und 6 gezeigt
ist.
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Mittels
der Erläuterung des schematisch in 7 gezeigten
Bedienfeldes wird nun abschließend nochmals die Interaktion
zwischen dem Benutzer und einem mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens betriebenen Navigationsgerätes beschrieben:
Ein
Benutzer möchte während seines Urlaubs auf der Insel
Sylt (2) eine Route entlang fahren, bei der er möglichst
häufig den Blick auf das Meer genießen kann. Dazu
soll die Route nicht weiter als zirka 10 km von der mittels des
Polygontyps „Gewässer" 4 gekennzeichneten
Küste der Insel Sylt entfernt verlaufen. Damit das Navigationsgerät
eine solche Route berechnet, muss der Benutzer mittels des Eingabemittels
die „Routenplanungseinstellungen" aus dem Menü des
Eingabemittels auswählen. Die „Routenplanungseinstellungen"
können in mehreren Schritten erfolgen. Ein erster Schritt
besteht in der „Regionen-Einstellung". Hier können
folgende Berechnungsoptionen für die Ermittlung des Streckenverlaufes
vom Benutzer gewählt werden:
- a) Meer/Wasserfläche;
- b) Nähe/Durchfahrt vermeiden;
- c) Durchfahrt verbieten;
- d) Nähe erwünscht;
- e) Verlassen verbieten.
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Die
Optionen erklären sich von selbst und beziehen sich auf
den Streckenverlauf und die mittels der Polygone gekennzeichneten
Gebiete. Es wird im Rahmen der folgenden Erläuterung davon
ausgegangen, dass das Kartenmaterial entweder benutzerdefinierte
Polygone oder bereits werkseitig vordefinierte Polygone umfasst.
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Der
oben erwähnte Benutzer wählt mittels der Routenplanungseinstellungen
des Navigationssystems das Menü „Regionen-Einstellungen"
und anschließend die Option „Nähe erwünscht" 9 zusammen
mit der Option „Meer/Wasserfläche" 10.
Diese Konfiguration führt zur Ermittlung eines Streckenverlaufes
entlang der Küste der Insel Sylt, weil dem aktuell vom
Algorithmus berücksichtigten Polygontyp „Meer/Wasserfläche" 10 zusätzlich
die Berechnungsoption „Nähe erwünscht" 9 zugewiesen
wurde. Sinngemäße abweichende Konfigurationen
zwischen allen möglichen Polygontypen und Berechnungsoptionen
ergeben sich aus den bisherigen Erläuterungen und der 7,
wobei die in 7 dargestellten Möglichkeiten
nur einen kleinen Ausschnitt der tatsächlichen Konfigurationsmöglichkeiten
zeigt. So könnte beispielsweise auch noch der Polygontyp „Gefahrgut/Wasserschutzgebiet"
oder weitere Polygontypen zur Auswahl bereitgestellt werden. Mittels
eines solchen Polygontyps können die hiermit gekennzeichneten
Gebiete beim Routing für Gefahrguttransporte vermieden
werden. Zudem darf ein Gefahrguttransport auch nicht durch bebautes
Gebiet fahren (z. B. 1, Gebiet 3). Das Routing
innerhalb dieser Polygontypen wird daher bei der Ermittlung eines
Streckenverlaufes für einen Gefahrentransport verboten. Es
können für den Gefahrguttransport verschiedene Polygontypen
ausgewählt werden (bebautes Gebiete, Wasser, etc.), was
deutlich macht, dass auch eine Kombination mehrerer Polygontypen
von der Navigationseinrichtung beim Routing berücksichtigt
werden kann.
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Dasselbe
Verfahren käme auch in Betracht bei wegen Luftverschmutzung
oder Citymaut gesperrten Innenstädten. Beliebige weitere
Polygontypen kann der Benutzer mittels der Erfindung selbst definieren
und mittels des Identifikationsmittels für die Streckenverlaufsberechnung
konfigurieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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