-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Navigation
eines Fortbewegungsmittels entlang einer Hauptroute von einem Startpunkt
oder einer momentanen Position zu einem Zielpunkt. Hierzu wird mittels
eines Routing-Algorithmus ein Routenverlauf, der sich aus einer
Sequenz zusammenhängender, in
einer digitalen Karte gespeicherter Streckenverläufe zusammensetzt, berechnet.
Das Verfahren bedient sich einer Navigationsvorrichtung, die mindestens
eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe mindestens eines gesperrten
Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs oder Streckenpunktes, einer
Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der Hauptroute und möglicher
Alternativrouten sowie Mittel zur Auswahl eines von mehreren möglichen
Alternativrouten umfasst.
-
Ein
Streckenverlauf entspricht dabei einer Fortbewegungsstrecke zwischen
zwei benachbarten Ortspunkten, die keine Abfahrmöglichkeit aufweist und die
somit die kleinsten Einheit eines Routenverlaufs darstellt. Ein
Streckenabschnitt kann somit aus einem Teil eines Streckenverlauf
oder einem gesamten Streckenverlauf bestehen.
-
Aus
dem Stand der Technik sind Navigationssysteme zur Navigation von
Kraftfahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen bekannt, die Möglichkeiten
zur Umfahrung kritischer Ereignisse wie beispielsweise gesperrte Strecken,
Unfallstellen, Staus oder Ähnliches
ermöglichen.
Hierzu werden grundsätzlich
zwei Möglichkeiten zur
Angabe einer gesperrten Strecke verwendet: Zum einen ermöglichen
die bekannten Navigationssysteme eine manuelle Sperrung eines vorausliegenden
Streckenabschnitts anhand einer Distanzangabe oder einer Ortsangabe,
beispielsweise in Form der Eingabe einer Start- und Endposition
der gesperrten Strecke. Zum anderen kann eine Sperrung mittels eines
automatischen Verkehrsinformationssystems, wie beispielsweise TMC (Traffic
Message Channel) oder TMCpro eine gesperrte Strecke identifizieren.
Ausgehend von der manuellen oder automatischen Identifikation gesperrter
Strecken erarbeiten existierende Systeme lediglich einen Alternativroutenvorschlag,
der zur Umfahrung des gesperrten Streckenabschnitts dient.
-
Jedoch
weisen existierende Systeme keine Auswahlmöglichkeit mehrerer alternativer
Umgehungsrouten auf. Somit unterbreiten die bekannten Systeme dem
Benutzer keine Vorschläge
für eine
oder mehrere Alternativrouten, bei dem der Benutzer auch ohne Wissen über die
vorausliegende Route oder zusätzliches Wissen über die
Streckensperrung eine effiziente Umfahrung ermöglicht. Dem Benutzer sind deshalb
die Konsequenzen der Umfahrung hinsichtlich Umleitungslänge, Rückkehrpunkt,
Zeitverlust etc. bei Verwendung der vorgeschlagenen Alternativroute
nicht bekannt. Somit bieten die existierenden Lösungen lediglich die Möglichkeit
der Berechnung einer einzigen Alternativroute, für deren Bestimmung in den meisten
Fällen
eine Distanzeingabe zum gesperrten Streckenabschnitt erwartet wird.
-
Hinsichtlich
der manuellen Eingabe gesperrter Streckenabschnitte bieten existierende
Systeme auch die Möglichkeit,
manuell Start- und Endpositionseingaben der Alternativroute vorzunehmen.
Dabei ist jedoch ein Wissen des Benutzers über die vorausliegende Strecke
erforderlich. Somit setzen die bekannten Systeme Wissen des Benutzers über die
vorausliegende Strecke, insbesondere über relevante Abfahrten und
Zufahrten zu der ursprünglich
berechneten Hauptroute voraus und erfordern einen hohen Grad an
Benutzeraktivität
während
der Fahrt bei Eingabe beispielsweise von Start- und Endposition
des zu sperrenden Bereichs. Dies führt zu einem erhöhten Sicherheitsrisiko
durch exzessive Bedienung des Navigationssystems. Insbesondere in
Situationen, in welchen der Benutzer eine gesperrte Strecke lediglich
aus seiner Beo bachtung erkennt, geben existierende Systeme ihm keine
Möglichkeit
eine effiziente Sperrung und Umfahrung des gesperrten Streckenabschnitts
zu ermöglichen.
-
Die
aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen
weisen Nachteile auf, die in den folgenden Problemszenarien skizziert
werden sollen.
-
Problemszenario 1:
-
Dem
Benutzer ist die ungefähre
Länge des
von dem Ereignis betroffenen und unmittelbar vorausliegenden Routenteilabschnitts
bekannt. Dies geschieht beispielsweise durch Abhören einer Radiomeldung oder Ablesen
eines interaktiven Verkehrsschilds durch den Benutzer. Im Allgemeinen
wartet der Benutzer, bis er kurz vor der ungefähren Startposition der gesperrten
Strecke liegt und benutzt dann die vom System angebotene Funktion
zur Sperrung des vorausliegenden Streckenabschnitts für eine meist
vom System vorgegebene feste Länge,
durch Auswahl auf einer Liste verschiedener Längen, siehe hierzu dass in 3a dargestellte Szenario.
Somit ergibt sich für
den Benutzer das Problem, dass er eine längenbeschränkte Sperrung auswählen muss,
ohne Informationen über
existierende Ab- und Auffahrten zu der ursprünglichen Hauptroute für seine Entscheidungsfindung
zur Verfügung
zu haben. Ihm ist daher nicht bewusst, welche negativen Folgen hinsichtlich
längerer
Fahrzeit, längerer
Fahrstrecke, höherer
Kosten etc. die von ihm getroffene Sperrungsangabe hat. Die Wahl
einer zu kurzen oder auch zu langen Streckensperrung kann dabei
negative Folgen hinsichtlich seiner Fahrt haben.
-
Als
Beispiel kann folgendes Szenario herangezogen werden: Man nimmt
an, dass ein Benutzer im Radio gehört hat, dass auf seiner Route
ein Stau mit ungefähr
4 Kilometer Länge
zwischen Punkt A1 und A4 (siehe 3a) entsteht.
Der Benutzer muss nun entscheiden, wann er dem System die Sperrungsanweisung
gibt und für
welche Länge.
Da dies alles während
der laufenden Fahrt geschehen muss und ein gewisses Maß an Mutmaßungen über die
Distanz zwischen Punkt A1 und A4 und eventuell weiterer Zufahrten
und Abfahrten der Strecke erfordert, ergeben sich Probleme bei der
konkreten Angabe der Streckensperrung und Wahl der Alternativroute.
-
Problemszenario 2:
-
In
diesem Fall hat der Benutzer keine Information über Länge und Dauer der Streckensperrung
des unmittelbar vor ihm liegenden Routenabschnitts. Jedoch weiss
der Benutzer ungefähr,
wo sich der Startort der Streckensperrung befindet, beispielsweise
durch eigene Beobachtung eines Verkehrsunfalls oder eines Stauendes,
wie in 3b dargestellt. Die bekannten
Systeme erlauben es dem Benutzer, eine Teilsperrung der vorausliegenden
Route dem System mitzuteilen und eine Umfahrung auf einer Alternativroute
einzuleiten. Jedoch bieten ihm die bekannten Systeme keine Hilfestellung
oder unterstützende
Information, an welchem Punkt er wieder zur ursprünglichen
Route zurückkehren
kann und bieten keine Auswahl möglicher
Rückkehrpunkte
und deren Konsequenzen hinsichtlich Fahrzeit, Fahrdistanz, Kosten
etc.. Dieses Szenario kann auch auf die Verwendung von Verkehrsinformationssystemen
wie TMC, TMCpro erweitert werden. Auch in diesem Fall kennt das
System den Ort der Streckensperrung. Es ermöglicht dem Benutzer jedoch
keine Auswahl einer von mehreren Alternativrouten, die es dem Benutzer
ermöglicht
seine Route bezüglich
gewisser Kriterien wie kurzer Fahrzeit, niedrigem Verbrauch, hohe
Fortbewegungsgeschwindigkeit etc. zu beeinflussen.
-
Problemszenario 3:
-
Im
Rahmen der beiden oben genannten Szenarien ist es dem Benutzer nicht
möglich,
den Auffahrpunkt von der Alternativroute auf die Hauptroute zu bestimmen.
Dies stellt ein weiteres Problemszenario dar, da hierdurch keine
Teilumfahrung der Störung,
die eine Rückkehr
auf die Hauptroute innerhalb des betroffenen Bereichs, möglich ist.
Diese kann jedoch unter Umständen
für den
Benutzer schneller und attraktiver sein.
-
Beispielsweise
kann der Benutzer durch Festlegung der Rückkehr der Alternativroute
auf die Hauptroute innerhalb eines kritischen Bereichs erzwingen,
entlang der Hauptroute gewisse Punkte (z. B. Tankstelle, Zwischenstation
etc), die innerhalb des kritischen Bereichs liegen, zu passieren,
so dass eine Teilumfahrung der Störung durch zwingende Rückkehr auf
die Hauptroute vor diesen Punkten bei der Planung der Alternativrouten
berücksichtigt
wird.
-
Somit
ergibt sich die Möglichkeit
einer Teilumfahrung, die eine Umfahrung eines gesperrten Streckenabschnitts,
Teilstreckenabschnitts oder Streckenpunktes bedeutet, wobei die
Rückkehr
auf die Hauptroute innerhalb des kritischen Bereichs des Ereignisses
liegt und somit keine Vollumfahrung der gesperrten Strecke geplant
wird. Existierende Systeme bieten keine Möglichkeit, Teilumfahrungsoptionen
bei der Berechnung der Alternativroute zu berücksichtigen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die die oben genannten Probleme des Stands der Technik überwinden.
Hierzu soll das erfindungsgemäße Verfahren
und die Vorrichtung dem Benutzer die Möglichkeit geben, erweiterte
Optionen hinsichtlich Markierung der gesperrten Strecke, bevorzugte
Abfahr- und Auffahrpunkte, Strecken oder Teilstrecken zur Hauptroute
und Auswahl mehrerer Alternativrouten bei Kenntnis relevanter Routeninformationen
wie beispielsweise Distanzunterschied, Zeitunterschied, geschätzte Kosten
etc. auszuwählen.
Die Erfindung soll dem Benutzer auch bei nur geringem Wissen über den
gesperrten Streckenabschnitt eine hilfreiche Unterstützung bei
der Auswahl einer effizienten aus mehreren Alternativrouten bieten.
-
Die
oben genannten Vorteile werden durch ein Verfahren nach Patentanspruch
1 und einer Vorrichtung nach Patentanspruch 26 gelöst
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
dient der Navigation eines Fortbewegungsmittels entlang einer Hauptroute
von einem Startpunkt oder einer momentanen Position zu einem Zielpunkt,
wobei ein Routing-Algorithmus
mittels einer Navigationsvorrichtung mindestens einen Routenverlauf,
der sich als Sequenz zusammenhängender,
auf einer digitalen Karte der Navigationsvorrichtung gespeicherter
Streckenverläufe
zusammensetzt, als Hauptroute berechnet. Hierzu umfasst die Navigationsvorrichtung
mindestens eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe mindestens eines
gesperrten Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs oder Streckenpunktes,
einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von Informationen bezüglich der
Hauptroute und möglicher
Alternativrouten, sowie Mittel zur Auswahl eines von mehreren möglichen
Alternativrouten. Die Erfindung ist durch folgende Verfahrensschritte
gekennzeichnet:
- 1. Eingabe eines gesperrten
Streckenverlaufs, eines gesperrten Teilstreckenverlaufs oder eines
Streckenpunktes entlang der Hauptroute mittels der Eingabeeinrichtung;
- 2. Berechnung mindestens einer möglichen Alternativroute zur
Teilumfahrung oder Umfahrung des gesperrten Strecken-, Teilstreckenverlaufs
oder Streckenpunktes der Hauptroute mittels des Routing-Algorithmus;
- 3. Darstellung einer Liste der möglichen Alternativrouten mittels
der Ausgabeeinrichtung;
- 4. Auswahl einer der möglichen
Alternativrouten mittels des Auswahlmittels;
- 5. Festlegung einer neuen Hauptroute unter Verwendung der ausgewählten Alternativroute
zur weiteren Navigation.
-
Mit
anderen Worten betrifft das Verfahren eine Navigationsmethode zur
Umfahrung einer gesperrten Strecke, Teilstrecke oder eines gesperrten
Streckenpunktes mithilfe einer an sich bekannten Navigationsvorrichtung.
Das Verfahren erfordert die Eingabe mindestens eines gesperrten
Streckenverlaufs oder Teilstreckenverlaufs oder eines gesperrten
Stre ckenpunktes entlang der Hauptroute, beispielsweise automatisiert oder
auch manuell durch Berühren
einer kartenförmig
dargestellten Hauptroute. Ausgehend von der Information der Lage
oder der Entfernung zum gesperrten Streckenverlauf berechnet die
Navigationsvorrichtung durch ihren Routing-Algorithmus mindestens
eine mögliche
Alternativroute zur Umfahrung oder Teilumfahrung der gesperrten
Strecke.
-
Eine
Teilumfahrung bedeutet dabei, dass die Umfahrung erst beginnt, wenn
man im kritischen Bereich, d. h. schon im Verlauf des gesperrten
Streckenabschnitts eine Abfahrt von der Hauptroute wählt, oder
wenn man mit dem Auffahrpunkt zur ursprünglichen Hauptroute im Bereich
des gesperrten Streckenverlaufs auffährt, oder eine Kombination
von beidem.
-
Nach
der Berechnung von mindestens einer Alternativroute wird diese als
Liste dargestellt, wobei die Darstellung weiterer Zusatzinformationen
zu den Alternativrouten möglich
ist. Die Auswahl der möglichen
Alternativroute kann durch den Benutzer manuell oder automatisch
aufgrund vorliegender Verkehrsinformationen getroffen werden. Diese
ausgewählte
neue Alternativroute wird dann zur neuen Hauptroute und die Navigation
entlang der Alternativroute wird fortgesetzt. Die Ausgabe der Information
zur Hauptroute und zu den Alternativrouten kann beliebig, insbesondere
grafisch als Verlauf auf einer Karte oder textuell als Liste von
Streckenpunkten erfolgen.
-
Insbesondere
die Möglichkeit
der Navigationsvorrichtung, nicht nur eine, sondern mehrere Alternativrouten
zu berechnen, diese als Liste, insbesondere als priorisierte Liste
nach gewissen Kriterien aufzulisten und Zusatzinformationen zu den
Konsequenzen der Auswahl einer Alternativroute darzustellen, ermöglicht dem
Benutzer eine effiziente Umfahrung gesperrter Streckenverläufe, so
dass die oben erwähnten
Nachteile des Stands der Technik überwunden werden.
-
Nach
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel
des Verfahrens erfolgt die Eingabe der einen oder mehreren gesperrten
Streckenverläufe,
Teilstreckenverläufe
oder Streckenpunkte durch den Benutzer manuell, beispielsweise durch
Berühren
eines Streckenabschnitts oder eines Streckenpunktes einer auf einer
Karte dargestellten Hauptroute. Jedoch ist die manuelle Eingabe
auch als Eingabe eines Ortspunktes mittels einer Tastatur oder mittels
Sprachansage denkbar. Des Weiteren sind relative Entfernungsangaben
zur momentanen Position oder Streckenkilometerangaben oder dergleichen
ebenso wie die Sperrung des unmittelbar vorausliegenden Streckenabschnitts
denkbar.
-
Im
Rahmen einer manuellen Eingabe zur Lage eines gesperrten Streckenverlaufs
oder Streckenpunktes ist es vorteilhaft möglich, eine von mehreren vorgegebenen
Distanzen von der jetzigen Position P bis zum Beginn des gesperrten
Streckenverlaufs auszuwählen.
Alternativ hierzu ist es ebenfalls vorteilhaft und denkbar, dass
zur Eingabe des gesperrten Streckenverlaufs eine Sperrung des unmittelbar
nach der momentanen Position P liegenden Steckenabschnitts oder
der nachfolgenden Streckenabschnitte bestimmbar ist. Durch die Auswahl
einer vorgegebenen Distanz bis zum Beginn der Streckensperrung oder
durch Eingabe der Sperranweisung „vorausliegender Streckenabschnitt
sperren” kann
in einfacher, benutzeraktionsminimierter und präziser Weise eine Angabe zur
relativen Lage der zu sperrenden Strecke bezüglich der momentanen Position gemacht
werden.
-
Alternativ
oder auch ergänzend
zum obigen Ausführungsbeispiel
ist es vorteilhaft möglich,
dass die Eingabe des gesperrten Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs
oder Streckenpunktes durch ein automatisches Verkehrsinformationssystem,
wie beispielsweise TMC (Traffic Message Channel) oder TMCpro erfolgt.
Neben diesen FM-funkbasierten Verkehrsinformationssystemen sind
auch Breitband, Internet-Verkehrsinformationssysteme
via UMTS, GSM, GPRS, EDGE, HSDPA oder Ähnliches als Mobilfunk-Verkehrsinformationssystem denkbar.
-
Diese
automatisierten Verkehrsinformationssysteme informieren die Navigationsvorrichtung
von auftretenden Streckensperrungen, so dass das Verfahren automatisiert
angestoßen
werden kann. Dies ermöglicht
eine volle Konzentration des Benutzers auf die Fahrt und weist den
Benutzer auf eine Streckensperrung und auf mögliche alternative Umfahrungsrouten
mit deren Konsequenzen hin. Dadurch wird der Komfort erhöht, die
Benutzerinteraktion minimiert und die Navigation deutlich verbessert.
-
Grundsätzlich berechnet
die Navigationsvorrichtung ausgehend vom momentanen Standort des
Benutzers alle möglichen
Alternativrouten mit Abfahrpunkten von und Auffahrpunkten auf die
Hauptroute. Jedoch kann es möglich
und durchaus vorteilhaft sein, dass der Benutzer zur Auswahl und
zur Berechnung der Alternativroute eine Eingabe einer gewünschten
Abfahrstrecke, Abfahrteilstrecke oder eines gewünschten Abfahrpunktes und/oder
einer gewünschten
Auffahrstrecke, Auffahrteilstrecke oder eines Auffahrpunktes der
Navigationsvorrichtung vor Berechnung der Alternativrouten mitteilt.
Die Navigationsvorrichtung wird dadurch gezwungen, Alternativrouten
zu berechnen, die entweder an dem gewählten Abfahrpunkt oder an dem
gewählten Auffahrpunkt
beginnen bzw. enden. Dadurch ist vorteilhaft möglich, dass der Benutzer zwingend
anzufahrende Punkte entlang der Hauptroute angibt, so dass eine
Umfahrung zumindest unter Einbeziehung dieser Punkte ermöglicht wird.
-
Die
Angabe des gesperrten Streckenverlaufs kann in beliebiger Weise
erfolgen. Besonders vorteilhaft bietet das Verfahren die Möglichkeit,
die Eingabe einer gewünschten
Distanz oder eines gewünschten
Toleranzbereichs zur Lage von Abfahrpunkt und/oder Auffahrpunkt
vor, innerhalb oder nach dem gesperrten Streckenverlauf, Teilstreckenverlauf
oder Streckenpunktes anzubieten. Dies ermöglicht dem Benutzer, den Beginn bzw.
das Ende der Alternativrouten möglichst
flexibel aber dennoch vorbestimmbar einzugeben, um sicherzustellen,
dass eine möglichst
effiziente Routenumfahrung ermöglicht
wird.
-
Des
Weiteren kann in einer vorteilhaften Weitergestaltung des Verfahrens
eine Berechnung von Alternativrouten eine Rückkehr zur zuvor berechneten
Hauptroute oder gerade keine Rückkehr
zur zuvor berechneten Hauptroute als Berechnungsoption berücksichtigen.
Insbesondere in den Fällen,
in welchen man sich nahe am Zielpunkt der Navigation befindet ist
es durchaus günstiger,
keine sklavische Rückkehr
zur Hauptroute zu fordern, sondern bei Wahl einer Alternativroute
eine direkte Streckenführung
bis zum Zielpunkt zu erzwingen, da dadurch Alternativrouten wesentlich
kürzer
und effizienter gestaltet werden können. Somit kann durch Wahl
der Option Rückkehr
zur Hauptroute oder keine Rückkehr
zur Hauptroute der Benutzer die Berechnung der Alternativrouten
effizient beeinflussen und dadurch Alternativrouten, die sonst nicht
vom System vorgeschlagen werden würden, mit in die Auswahl aufnehmen.
-
Wie
bereits oben angesprochen kann es verschiedene Möglichkeiten geben, Auffahr-
und Abfahrpunkt von Alternativrouten festzulegen. Durch eine vorteilhafte
Weiterentwicklung des Verfahrens ist es beispielsweise möglich, durch
Eingabe einer vorbestimmten Distanz zur momentanen Position des
Benutzers die Lage des Abfahrpunktes innerhalb dieser Distanz festzulegen.
Somit werden lediglich Alternativrouten berechnet, die innerhalb
dieser Distanz liegen und somit sicher eine Abfahrt vor einem beispielsweise
durch Sichtkontakt erkannten gesperrten Streckenabschnitts erzwingen.
Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, beim
Erkennen eines Verkehrsunfalls rasch und effizient einen Abfahrpunkt,
der vor der Unfallstelle liegt, anzugeben, um ausgehend von diesem
Abfahrpunkt eine oder mehrere Alternativrouten zu berechnen.
-
Weiterhin
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ermöglichen,
dass der Benutzer dem Verfahren angibt, ob der Abfahrpunkt, die
Abfahrstrecke oder die Abfahrteilstrecke vor dem gesperrten Streckenverlauf,
insbesondere in einem Beginnbereichs des gesperrten Streckenverlaufs,
Teilstreckenverlaufs oder kurz vor dem gesperrten Strecken- Punktes liegt. Auch
ist hierzu denkbar, dass der Benutzer dem Verfahren mitteilen kann,
dass der Auffahrpunkt nach dem gesperrten Streckenverlauf, Teilverlauf
oder dem gesperrten Streckenpunkt in einem Endbereich des vorbestimmten
Streckenverlaufs, Teilverlaufs oder kurz nach dem Streckenpunkt
liegt. Durch Eingabe eines Beginnbereichs oder Endbereichs innerhalb
eines gesperrten Streckenverlaufs oder Teilstreckenverlaufs oder
in einem kritischen Bereich kurz vor oder nach dem gesperrten Streckenpunkt
ermöglicht
die Berechnung von Alternativrouten, eine möglichst kurze Umfahrung oder
ein möglichst
nahes Annähern
an den gesperrten Streckenverlauf, so dass zum einen gesperrte Strecken
möglichst
kurz und damit effizient umfahren werden müssen, zum anderen gerade bei
Unwissenheit über
die Lage des gesperrten Streckenverlaufs die Möglichkeit eines Herantastens
gegeben wird.
-
Weiterhin
ist es zusätzlich
zu der oben angeboten Möglichkeit
der Eingabe eines Beginnbereichs oder unabhängig davon vorteilhaft möglich, dem
Verfahren einen weiteren vorbestimmten Streckenverlauf, Teilverlauf
oder Streckenpunkt der Hauptroute entweder vor oder nach der gesperrten
Strecke anzugeben, nachdem ein gewünschter Abfahrpunkt oder vor
dem ein gewünschter
Auffahrpunkt liegt. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Lage des Abfahr-
und/oder Auffahrpunktes berechneter Alternativrouten derart einzugrenzen,
dass zumindest bis zu einem gewünschten
Abfahrpunkt auf einer Hauptroute geblieben werden kann oder bereits
vor einem gewünschten
Punkt wieder auf die Hauptroute zurückgekehrt werden kann, beispielsweise
dann, wenn wichtige anzufahrende Punkte entlang der Hauptroute auf
jeden Fall bei der Berechnung der Alternativrouten berücksichtigt
werden müssen.
-
Schließlich kann
vorteilhafterweise die Berechnung der Alternativroute eine eingegebene
gewünschte Abfahr-/Auffahrstrecke,
Abfahr-/Auffahrteilstrecke
oder Abfahr-/Auffahrpunkt als Start bzw. Endpunkt der Alternativroutenberechnung
berücksichtigen.
Dies bietet dem Benutzer die Möglichkeit,
entweder Anfangs- oder Endpunkte der Alternativ route unabdingbar
festzulegen, so dass die Navigationsvorrichtung gezwungen ist, Alternativrouten
zu berücksichtigen,
die den gewählten
Auffahr- bzw. Abfahrpunkt beinhalten.
-
Des
Weiteren ist es vorteilhaft möglich,
dass im Verlauf der Berechnung voreinstellbare Parameter wie Lage
von Abfahr- und Auffahrpunkt vor, innerhalb oder nach einem Intervall
des gesperrten Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs oder Streckenpunktes
maximale Länge
bzw. maximale geschätzte
Fahrzeit der Alternativroute oder ähnliche Benutzeranforderungen
an die Alternativroute berücksichtigt
werden.
-
In
vielen Fällen
ist eine Berechnung unter Berücksichtigung
der Benutzereingaben nicht möglich,
da beispielsweise keine Auffahr- oder Abfahrmöglichkeiten im gewählten Streckenbereich
der Auffahrstrecke oder Abfahrstrecke existieren und dadurch keine
Alternativroute entsprechend den Benutzeranforderungen berechnet
werden kann. Daher ist es vorteilhaft, falls der Routing-Algorithmus
versucht, die vorgegebenen Werte und andere Parameter, wie maximale
Fahrzeit der Alternativroute, minimale Umfahrdistanz, minimierte Kosten,
erreichbare Durchschnittsgeschwindigkeiten etc. im Sinne einer optimierten
Routenplanung zu berücksichtigen
und dabei zwischen den einzelnen vorgegebenen Parametern zu optimieren.
So können
beispielsweise Routen herausgesucht werden, die zum einen in gewünschten
Abfahr- bzw. Auffahrbereichen liegen, zum anderen eine möglichst
geringe Umfahrzeit garantieren und eine hohe Durchschnittsgeschwindigkeit bieten.
Die Berechnung kann demgemäß darauf
verzichten, weitere Alternativrouten zu berechnen, die weniger als
die oben genannten Kriterien erfüllen.
Auch ist beispielhaft denkbar, dass weitere Randbedingungen an die
Alternativroute wie maximale Routenlänge, maximale Fahrzeit auf
Alternativroute berücksichtigt
werden, um die Zahl der gefundenen Alternativrouten zu begrenzen.
-
Hierzu
ist es vorteilhaft möglich,
dass die Berechnung Routenberechnungsbedingungen wie Streckenart,
Anzahl von Streckenhindernissen, erlaubte Fortbewegungsgeschwindigkeit
und Ähnliches
berücksichtigt. Diese
vom Benutzer einstellbaren Routenberechnungsbedingungen können individuell
angepasst werden, so dass die maximale Zahl zur Berechnung der Alternativrouten
dadurch verringert wird, dass nur Alternativrouten berechnet werden,
die zumindest in einem der gewählten
Routenberechnungsbedingungen mit den Vorgaben des Benutzers übereinstimmt
oder deren Auswahl eine Optimierung an die von dem Benutzer gewünschte Bedingungen
darstellt.
-
Hinsichtlich
der Darstellung der Alternativrouten ist es vorteilhaft möglich und
denkbar, dass die Liste der möglichen
Alternativrouten erweiterte Alternativrouten-Beurteilungsinformationen
umfasst wie beispielsweise Name der Abfahrt von der Hauptroute,
Name der Auffahrt von der Hauptroute, Entfernung bzw. Zeitdauer
bis zur Abfahrt von und/oder auf die Hauptroute, Länge bzw.
gewünschte
Fahrzeit der Alternativroute, Unterschiedslänge bzw. Unterschiedsfahrzeit
von der Alternativroute bis zur Hauptroute, Kosten der Alternativroute
im Vergleich zur Hauptroute oder dergleichen. Die Aufzählung lässt sich
beliebig fortsetzen und gibt dem Benutzer entscheidende Information
darüber,
welche von dem Verfahren berechnete Alternativroute eine für ihn effiziente
Umfahrung der gesperrten Strecke ermöglicht. So legen manche Benutzer
Wert auf eine hohe Durchschnittsgeschwindigkeit oder einem möglichst
harmonischen Streckenverlauf mit wenig Kurven und breiten Straßen. Andere
Benutzer bevorzugen eine möglichst
geringe Fahrzeit und nehmen hierfür auch schlechte Wege in Kauf.
Somit lassen sich die Optionen zur Darstellung der Alternativroutenliste
frei wählbar
gestalten und geben dem Benutzer die relevanten Informationen, um
ihn bei seiner Entscheidungsfindung zur effizienten Umfahrung eines
gesperrten Streckenverlaufs zu unterstützen.
-
Die
Darstellung der Alternativroutenliste kann grundsätzlich beliebig
erfolgen. Insbesondere kann die Ordnung der Liste beliebig sein.
Vorteilhaft ist jedoch eine Darstellung der Liste der möglichen
Alternativ routen geordnet nach einer einstellbaren Priorisierung
der Liste hinsichtlich geschätzter
Zeitdauer, Streckenlänge, Streckenverhältnisse,
Streckenbeschränkungen
oder weiterer Auswahlkriterien, wobei die Alternativroute mit der
höchsten
Priorität
als Vorzugsalternativroute gekennzeichnet ist. Ein Benutzer kann
somit Prioritätsangaben,
die bereits als Routenberechnungsbedingungen bei der Berechnung
der Alternativrouten berücksichtigt werden
können,
zur Darstellung einer prioritätsbasiert
geordneten Liste eingeben. Die Prioritätsziele können dabei beliebig sein, insbesondere
Streckenlänge,
Zeitdauer oder Zeitverlust gegenüber
der Fahrt auf der Hauptroute, gewünschte Streckenverhältnisse
(Autobahn, Schnellstraße,
Landstraße,
Feldweg), Streckenbeschränkungen
wie beispielsweise maximale Durchfahrtshöhen, maximale Gewichtseinschränkungen
auf der Strecke oder weitere Auswahlkriterien beispielsweise Tankstellen
auf der Strecke oder Ähnliches
können
ausschlaggebend für
die Listenanordnung der Alternativrouten sein.
-
Die
oben angegebene Priorisierung der Listenreihenfolge der Alternativrouten
kann auch Daten eines automatischen Verkehrsinformationssystems
wie TMC, TMCpro oder Internet bei der Erstellung der Listenreihenfolge
berücksichtigen.
So können
beispielsweise Stauinformationen hinsichtlich einer Alternativroute
die Priorisierung dieser Alternativroute verändern. Dies ermöglicht die
bereits aus dem Stand der Technik bekannten Vorzüge einer Routenberechnung auch
auf die Berechnung der Alternativrouten und deren Listenreihenfolge
zu berücksichtigen.
-
Grundsätzlich kann
durch Priorisierung nach einem oder zwei oder mehreren Parametern
erfolgen. In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt die
Priorisierung mehrdimensional nach Parametern der Alternativroute
wie Routenverlauf, Distanz von der momentanen Position zum Abfahrpunkt,
Lage des Abfahrpunktes, Lage des Auffahrpunktes, Distanz zwischen
Abfahr- und Auffahrpunkt auf der Hauptroute, Länge der Alternativroute, Zeitunterschied
zwischen Hauptroute und Alternativroute und weiteren solchen Alternativroutenparametern.
Eine mehrdimensionale Priorisierung, d. h. die Erstellung einer
Liste nach mehreren Zielprioritätsangaben
hat gegenüber
einer eindimensionalen Priorisierung entscheidende Vorteile: Zwar
kann eine eindimensionale Priorisierung der Liste die kürzeste Alternativroute
herausfinden, diese jedoch über
Feldwege führen
während
eine nur unbedeutend längere
Alternativroute gut ausgebaute Fernstraßen berücksichtigt und dadurch eine
minimierte Fahrzeit ermöglicht.
Zum anderen können
mehrere Zielpunkte von Benutzerwünschen
wie einfache Streckenführung,
breite Straßen,
kurze Fahrzeit und hohe Durchschnittsgeschwindigkeit bei Auswahl
mehrerer Alternativrouten optimiert berücksichtigt werden, so dass
eine zwar nicht in jeder einzelnen Hinsicht optimalen Route, aber
doch im Gesamtaspekt optimale Route als Route Nummer 1 auf der Liste erscheint.
Dies vereinfacht die Auswahl einer Alternativroute für den Benutzer,
da sich dieser wenig Gedanken über
die Abwägung
der einzelnen Vor- und Nachteile der Alternativrouten machen muss.
-
Die
konkrete Darstellung der Alternativroute kann beliebig beispielsweise
durch Angabe von Streckenorten entlang der Route oder vom Namen
des Abfahr- oder Auffahrpunktes erfolgen. Eine besonders vorteilhafte
Darstellung der Alternativrouten kann durch eine einheitliche Nummerierung
von Abfahr- und Auffahrstrecke, Teilstrecke oder -punkt einer Alternativroute
bezüglich
der Hauptroute erfolgen. So kann beispielsweise bei drei gefundenen
Alternativrouten die Alternativroute mit dem nächsten zur momentanen Position
des Benutzers liegenden Abfahrpunkt als Abfahrpunkt A1 bezeichnet
werden, der Abfahrpunkt der Route die am zweitnächsten zur Position des Benutzers
liegt als A2 und die Route, die am weitesten entfernt zur momentanen
Position des Benutzers liegt als A3 bezeichnet werden. Umgekehrt
können
die Rückkehrpunkte
zur Hauptroute entsprechend ihrer Entfernung zur momentanen Position
als B1, B2 und B3 bezeichnet werden. Somit ergibt sich beispielsweise
eine Alternativroutendarstellung von A1 nach B2, A2 nach B3 und
A3 nach B1, so dass der Benutzer intuitiv sieht, dass die erste
Strecke A1 nach B2 die nächstliegende
Abfahrmöglichkeit
aber die zweit nächstliegende Auffahrmöglichkeit
zur Hauptroute bietet. Dies erleichtert dem Benutzer auf einen Blick
die Wahl einer effizienten Alternativroute.
-
Grundsätzlich erfolgt
eine statische Darstellung der Liste der Alternativrouten, d. h.
die dargestellten Daten bezüglich
der Alternativrouten ändern
sich nicht, bis der Benutzer eine Alternativroute auswählt. Jedoch ist
es vorteilhaft, dass die Darstellung insoweit dynamisch erfolgt,
dass die Darstellung bestimmter Listenparameter, insbesondere die
dargestellten Entfernungs- und Zeitangaben der Alternativrouten,
bei Bewegung des Fortbewegungsmittels aktualisiert werden. So wird
dem Benutzer bei einer gewissen Verzögerung zwischen Sperrungsanforderung
und Listenauswahl eine Veränderung
wichtiger Daten der Alternativrouten, die durch die zwischenzeitliche
Fortbewegung entlang der Hauptroute hervorgerufen wurde, mitgeteilt,
so dass der Benutzer stets eine aktuelle Liste der Alternativroute
vor Augen hat, um auf deren Basis die günstigste Route auszuwählen – insbesondere
in dem Fall, wenn er bereits eine Abfahrmöglichkeit einer möglichen
Alternativroute verpasst hat oder sich aufgrund der Fortbewegung
andere Alternativrouten als attraktiver gestalten.
-
Schließlich schlägt das Verfahren
dem Benutzer eine Liste von Alternativrouten vor, aus welchen er eine
Route nach gewünschten
Kriterien auszuwählen
hat. In einer vorteilhaften Weitergestaltung des Verfahrens erfolgt
nach einer voreingestellten Wartezeit, während der keine Benutzerauswahl
erfolgt, eine automatische Auswahl der als Listenplatz Nummer 1
gelisteten Alternativroute als Vorzugsalternativroute. Somit übernimmt
das Verfahren die Auswahl einer der möglichen Alternativrouten durch
Wahl der als Listenplatz Nummer 1 erscheinenden Alternativroute,
die als Vorzugsalternativroute bezeichnet werden kann, da sie hinsichtlich
der vom Benutzer eingestellten Alternativroutenbedingungen eine
optimale Wahl darstellt. Diese automatische Auswahlmöglichkeit
verringert eine weitere Interaktion zwischen Benutzer und Navigations vorrichtung
insbesondere in kritischen Fahrsituationen und erhöht dadurch
den Komfort der Navigation.
-
Neben
dem Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der vorgenannten Verfahrensansprüchen, wobei
die Vorrichtung zumindest eine Eingabeeinrichtung zur Eingabe von
Start- und Zielpunkt einer Navigation, eine Positionsermittlungseinrichtung
zur Ermittlung einer momentanen Position des Fortbewegungsmittels,
eine digitale Kartenspeichereinrichtung zur Speicherung von Straßenverläufen, eine
Routenberechnungseinrichtung zur Berechnung einer Hauptroute zwischen
einem Startpunkt und einer momentanen Position zu einem Zielpunkt,
eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe einer Route und zur Ausgabe
von Navigationsanweisungen und eine Navigationsführungseinrichtung zur kontinuierlichen
Bestimmung von Navigationsanweisungen während der Bewegung des Fortbewegungsmittels
umfasst.
-
Erfindungsgemäß ist die
Navigationsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung
des weiteren Mittel zur Eingabe mindestens eines gesperrten Streckenverlaufs,
Teilstreckenverlaufs oder Streckenpunktes einer Hauptroute sowie
Routenauswahlmittel zur Auswahl einer Route aus einer Liste von Routen
umfasst. Des weiteren umfasst die Routenberechnungseinrichtung Mittel
zur Berechnung mindestens einer Alternativroute zur Umfahrung eines
gesperrten Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs oder Teilstreckenpunktes
der Hauptroute, und die Ausgabeeinrichtung umfasst Mittel zur Ausgabe
einer Liste für
mögliche
Alternativrouten.
-
Mit
anderen Worten betrifft eine erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung eine
bereits aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung, die jedoch
mittels ihrer Eingabeeinrichtung die Möglichkeit bietet, gesperrte
Streckenabschnitte zu kennzeichnen, mittels ihrer Routenberechnungseinrichtung
mehr als eine einzige Alternativroute zum Umfahren des gesperrten
Streckenverlaufs zu berechnen, mittels ihrer Ausgabeeinrich tung
eine Liste dieser Alternativrouten aufzulisten und mittels ihrer
Eingabeeinrichtung ein Routenauswahlmittel zur Verfügung zu
stellen, mit der die Möglichkeit
der Auswahl einer der möglichen
Alternativrouten zu treffen ist.
-
Entsprechend
den oberen Verfahrensansprüchen
kann vorteilhafterweise die Navigationsvorrichtung eine Priorisierungseinrichtung
zur Erstellung einer Liste von Routen geordnet nach einstellbaren
insbesondere mehrdimensionalen Prioritätskriterien umfassen. Diese
Priorisierungseinrichtung dient der Ordnung der aufgefundenen Alternativrouten
nach voreingestellten Priorisierungsparametern, die den Wünschen des
Benutzers entsprechen.
-
Die
Eingabeeinrichtung kann eine beliebige Eingabeeinrichtung sein,
die darüber
hinaus Mittel zur Eingabe eines Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs
oder Streckenpunktes auf der Hauptroute zur Festlegung einer gewünschten
Abfahr- Auffahrstrecke, Abfahr- oder Auffahrteilstrecke oder Abfahr-/Auffahrpunktes
vorteilhaft umfassen kann. Somit sollte es vorteilhafterweise möglich sein,
durch diese Eingabeeinrichtung Abfahr- und Auffahrpunkte auf der Hauptroute
zur Berechnung der Alternativrouten anzugeben.
-
Des
weiteren kann entsprechend eines der oben angegebenen vorteilhaften
Ausführungsvarianten des
Verfahrens die Eingabeeinrichtung Mittel zur Eingabe einer gewünschten
Distanz oder eines gewünschten Toleranzbereichs
vor, innerhalb oder nach eines gesperrten Streckenverlaufs, Teilstreckenverlaufs
oder Streckenpunktes einer Hauptroute zur Festlegung einer gewünschten
Abfahr-/Auffahrstrecke, Abfahr-/Auffahrteilstrecke
oder eines Abfahr-/Auffahrpunktes umfassen. Somit bietet die Eingabeeingabeeinrichtung
die Möglichkeit,
Toleranzbereiche zur Lage von Abfahr- und/oder Auffahrpunkt der
Alternativroute festzulegen, so dass möglichst effizient Alternativrouten
berechnet werden können.
-
In
einer weiteren denkbaren und vorteilhaften Ausgestaltung der Navigationsvorrichtung
weist die Eingabeeinrichtung Mittel zum Empfang aktueller Verkehrsinformationen
durch ein automatisches Verkehrsinformationssystem wie beispielsweise
TMC, TMCpro oder Ähnliches
auf, um gesperrte Streckenverläufe,
Teilstreckenverläufe
oder Streckenpunkte einer Hauptroute oder einer Alternativroute
einzugeben, insbesondere FM-, GSM-, UMTS-Empfangseinrichtungen oder Ähnliches.
Solche automatischen Verkehrsinformationssysteme, die bevorzugt über Funk
Informationen über
gesperrte Strecken, beispielsweise Baustellen, Vollsperrungen, Unfälle und
Staus übermitteln
können,
lassen eine automatisierte Eingabe gesperrter Streckenabschnitte
in die Navigationsvorrichtung zu, so dass das Verfahren ihre gesperrten
Streckenverläufe
zur Berechnung von Alternativrouten zur Grundlage machen kann.
-
Des
Weiteren kann zusätzlich
und alternativ zu oben angesprochenen automatischen Verkehrsinformationssystemen
die Eingabeeinrichtung Mittel zur manuellen Eingabe gesperrter Streckenverläufe, Teilstreckenverläufe, Streckenpunkte,
gewünschte
Abfahr- oder Auffahrstrecken, -teilstrecken, -punkte sowie Distanzen
und Toleranzintervalle umfassen, insbesondere Touchscreenmittel,
Spracheingabemittel, Tastatureingabemittel und dergleichen. Insbesondere
die letztgenannten audiobasierten- und händischen Eingabemittel ermöglichen
eine effiziente und präzise
Eingabe von Punkten entlang der Hauptroute, die zur Berechnung der Alternativrouten
notwendig sind, und reduzieren die Benutzerinteraktion auf ein Mindestmaß, um die
Verkehrssicherheit zu erhöhen.
-
In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst die Routenberechnungseinrichtung Mittel zur Berücksichtigung
von Randbedingungen des Routing-Algorithmus bei Berechnung der Alternativroute.
Diese Randbedingungen können
beispielsweise Rückkehroptionen
zur Hauptroute, insbesondere Teilumfahrungsoptionen oder Vollumfahrungsoptionen,
sein, Distanz oder Lage von Abfahr- und Auffahrpunkte der Alternativroute
im Verhältnis
zur Hauptroute und/oder zum gesperrten Strecken verlauf, Teilstreckenverlauf,
Streckenpunkt und/oder innerhalb eines Toleranzbereichs oder sonstige
Routenberechnungsbedingungen wie Streckenart, Anzahl der Streckenhindernisse,
erlaubte Fortbewegungsgeschwindigkeiten und Ähnliches sein. Die Mittel zur
Berücksichtigung
von Randbedingungen ermöglichen
eine möglichst
effiziente Berücksichtigung
von Benutzerwünschen
bei der Berechnung von Alternativrouten, so dass insbesondere schnelle
Berechnungen mit einer möglichst
geringen Zahl von Alternativrouten, die abgestimmt auf die Benutzerwünsche eine
Umfahrungsmöglichkeit
gesperrter Streckenabschnitte vorschlagen, durchgeführt werden.
-
Die
Ausgabeeinrichtung ist grundsätzlich
beliebig ausgeführt
und entspricht dem Stand der Technik – somit in den meisten Fällen als
Ausgabebildschirm oder als Sprachausgabe realisierbar. In einer
vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Ausgabeeinrichtung Mittel
zur Ausgabe von Beurteilungsinformationen der einzelnen gelisteten
Alternativrouten. Diese Mittel können
beispielsweise in der Darstellung von Beurteilungsinformationen
in Form von Distanz, Zeitunterschied, Kostenunterschied oder Ähnliches
bestehen, die tabelliert in Spalten aufgelistet oder gesondert abrufbar
bei der Listendarstellung aufgeführt
sind.
-
Des
Weiteren kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die Ausgabeeinrichtung
Mittel zur geordneten Ausgabe der Liste von Alternativrouten entsprechend
einer von der Priorisierungseinrichtung vorgestellten Reihenfolge
umfassen. Diese Mittel zur zugeordneten Ausgabe können eine
Tabellendarstellung oder eine einfache Listennummerierung der Alternativrouten
bieten oder in sonstiger Weise eine Liste der Alternativrouten darstellen,
um den Benutzer die Auswahl der möglichen Alternativrouten zu
erleichtern.
-
Schließlich kann
in einem weiteren Ausführungsbeispiel
das Routenauswahlmittel ein Zeitgebermittel umfassen, das nach Ablauf
einer voreinstellbaren Zeit eine Vorzugsalternativroute aus der
geordneten Liste von Alternativrouten zur weiteren Navigation auswählt. Grundsätzlich trifft der
Benutzer die Auswahl einer gewünschten
Alternativroute aus einer Liste von Alternativrouten selbst. Ist
die Liste nach Prioritäten,
die vom Benutzer voreingestellt sind, geordnet, so bietet der erste
Alternativroutenvorschlag eine hinsichtlich der Benutzerwünsche optimierte
Alternativroute, die mit hoher Wahrscheinlichkeit vom Benutzer ausgewählt wird. Zur
Vermeidung von Interaktionen während
des Fahrbetriebs ist es daher vorteilhaft möglich, dass nach einer vorgegebenen
Wartezeit mittels eines Zeitgebermittels automatisch, wenn keine
manuelle Auswahl des Benutzers erfolgt, die Vorzugsalternativroute
als neue Hauptroute gewählt
wird. Dies minimiert die Benutzeraktion mit der Navigationsvorrichtung
und erhöht
dadurch die Fahrsicherheit.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele
zeigender Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 in
schematischer Blockdarstellung die Zusammensetzung eines Ausführungsbeispiels
einer Navigationsvorrichtung;
-
2 ein
Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels
eines Verfahrens zur Alternativroutenberechnung;
-
3 drei mögliche Szenarien von gesperrten
Teilstreckenverläufen
mit Alternativrouten;
-
4 eine
aus dem Stand der Technik bekannte GUI-Benutzerführung zur Streckensperrung
und Alternativroutenberechnung.
-
5 ein
Ausführungsbeispiel
einer GUI-Benutzerführung
eines Verfahrens zur Alternativroutenberechnung.
-
6 ein
Ausführungsbeispiel
der Darstellung einer priorisierten Liste von Alternativrouten mit Touch-Screen-Auswahlmöglichkeit.
-
7 vier Szenarien zur Priorisierung von
Alternativrouten entlang Landstraßen und Autobahnen eines Ausführungsbeispiels.
-
In 1 ist
ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung
dargestellt. Die Navigationsvorrichtung 01 umfasst dabei
eine Eingabeeinrichtung 02, eine Positionsermittlungseinrichtung 03,
eine Kartenspeichereinrichtung 04 und eine Routenberechnungseinrichtung 05. Des
Weiteren umfasst die Navigationsvorrichtung 01 eine Ausgabeeinrichtung 06 und
eine Priorisierungseinrichtung 08. Mithilfe der Eingabeeinrichtung 02 kann
ein Benutzer zu Beginn der Fahrt einen Zielpunkt der Navigation
sowie einen gewünschten
Startpunkt eingeben. Wird kein Startpunkt eingegeben, so beginnt
die Navigation am momentanen Standpunkt P des Fahrzeugs.
-
Hierzu
umfasst die Eingabeeinrichtung 02 sowohl einen Touchscreen,
der in der Ausgabeeinrichtung 06 untergebracht ist und
eine FM-Empfangseinrichtung
für TMC-Signale 09.
Die TMC-Empfangseinrichtung 09 empfängt codierte
digitale Signale eines Rundfunkprogramms und extrahiert daraus Verkehrsinformationen zu
gesperrten Strecken, die zur Berechnung von Alternativrouten um
die gesperrten Streckenabschnitte verwendet werden. Des Weiteren
umfasst die Eingabeeinrichtung 02 ein Routenauswahlmittel 10,
das beispielsweise ein Spracheingabesystem, ein Touchscreenpanel,
eine Tastatur oder Ähnliches
beinhalten kann. Das Routenauswahlmittel 10 dient zur Auswahl
einer Alternativroute aus der Liste der Alternativrouten, die auf
der Ausgabeeinrichtung 06 dargestellt werden.
-
Nach
Eingabe eines Zielorts mittels der Eingabeeinrichtung 02 berechnet
die Routenberechnungseinrichtung 05 mithilfe des Kartenspeichers 04,
in dem Streckenteilabschnitte gespeichert werden, eine zusammenhängende Sequenz
von Streckenteilabschnitten, die die Hauptroute (R) bilden. Hierzu
verwendet die Routenberechnungseinrichtung 05 Positionsdaten,
die mittels einer Positionsermittlungseinrichtung 03 erfasst werden,
um die gegenwärtige
Position (P) des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Positions ermittlungseinrichtung 03 beinhaltet
ein GPS-Modul, kann jedoch auch einen anderen satellitengestützten, funkgestützten oder
sensorgestützten
Positionserfassungssensor beinhalten.
-
Nachdem
die Routenberechnungseinrichtung 05 eine Hauptroute berechnet
hat, wird diese auf der Ausgabeeinrichtung 06 mittels einer
Navigationsführungseinrichtung 07 dargestellt.
Die Navigationsführungseinrichtung 07 kann
dabei beispielsweise durch Sprachsignale aber auch durch Anzeige
der Hauptroute auf einer Karte oder mittels Pfeildarstellungen Navigationsanweisungen
an den Benutzer geben, der das Fahrzeug steuert. Werden mittels
der Eingabeeinrichtung 02 gesperrte Streckenabschnitte
eingegeben, so berechnet die Routenberechungseinrichtung 05 mithilfe
der im Kartenspeicher 04 abgelegten Streckenabschnitte
ausgehend von der gegenwärtigen
Position (P), die mittels der Positionsermittlungseinrichtung 03 erfasst
wird, mögliche
Alternativrouten zur Umgehung der gesperrten Strecke. Werden mehr
als eine Alternativroute von der Routenberechnungseinrichtung 05 bestimmt,
so erfolgt mittels der Priorisierungseinrichtung 08 eine
Ordnung der Alternativrouten hinsichtlich eingegebener Prioritäten wie
beispielsweise kurze Fahrzeit, kurze Distanz, guter Straßenzustand
und Ähnliches.
Die Liste der aufgefundenen Alternativrouten wird auf der Ausgabeeinrichtung 06 als
Alternativroutenliste aufgelistet. In diesem Fall sind vier Alternativrouten
dargestellt. Diese Alternativrouten lassen sich der 3a graphisch
entnehmen.
-
Die 2 stellt
ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs
zur Erstellung einer Liste von Alternativrouten zur Umfahrung eines
gesperrten Streckenabschnitts dar. In der Regel wird dabei ein Hauptverfahren
zur Navigation mit drei Einzelschritten durchgeführt: Zunächst wird eine Start- und Zielposition
eingegeben bzw. eine Startposition als momentane Position P des
Fahrzeugs mittels einer Positionsermittlungseinrichtung 03 festgestellt
und eine Zielposition eingegeben. Mithilfe einer Routenberechnungseinrich tung 05 und
einer Kartenspeichereinrichtung 04 erfolgt eine Routenberechnung
der Hauptroute R. Anschließend
wird eine Navigation entlang dieser Hauptroute R durchgeführt, d.
h. wiederholte Anweisungen zur Streckenführung werden mittels der Ausgabeeinrichtung 06 ausgegeben,
die den Benutzer auffordern, den von der Hauptroute R vorgegebenen
Weg einzuschlagen.
-
Gelangt
der Benutzer an das Ziel seiner Fahrt, so wird das Verfahren beendet.
Tritt jedoch während der
Navigation ein kritisches Ereignis in Form einer gesperrten Strecke,
Teilstrecke oder eines gesperrten Streckenpunktes auf, so wird der
zweite Block des Ablaufdiagramms durchlaufen. Die Information über eine
Streckensperrung kann beispielsweise durch eine Radiodurchsage an
den Benutzer oder durch Sichtung einer Streckensperrung durch den
Benutzer erfolgen, oder automatisiert durch ein Verkehrsinformationssystem
wie TMC in die Navigationsvorrichtung 01 eingegeben werden.
Nach Eingabe einer gesperrten Strecke werden dabei eine bzw. mehrere
Alternativrouten u berechnet. Eine Liste der Alternativrouten, die
durch die Routenberechnungseinrichtung 05 berechnet worden
sind, wird hinsichtlich gewünschter
Prioritäten
in einer Liste von Alternativrouten durch die Priorisierungseinrichtung 08 gelistet.
Die priorisierte Liste der Alternativrouten u werden mit Beurteilungsinformation
beispielsweise über
Distanz zum Abfahrpunkt, Länge
der Umfahrungsroute und Zeitverlust gegenüber einem ungestörten Weiterfahren
auf der Hauptroute auf der Ausgabeeinrichtung 06 dargestellt.
Anschließend
erfolgt eine Auswahl einer Alternativroute u aus der Liste, die
dann als neue Hauptroute R' verwendet
wird. Daran schließt
sich die Navigationsführung
entlang der neuen Alternativroute R' an, bis der Benutzer sein Ziel erreicht
oder eine weitere Streckensperrung auftritt, die ein wiederholtes
Durchlaufen des Alternativrouten-Berechnungsverfahrens
erfordert.
-
In
den 3a bis 3c werden
Kartendarstellungen der Lage kritischer Ereignisse und möglicher Umfahrungsrouten
dargestellt, die im Nachfolgenden besprochen werden sollen.
-
In 3a wird
eine Streckensperrung betrachtet, bei der der Benutzer keine Information
im Sinne von Länge
und Dauer über
das kritische Ereignis hat, welches sich auf dem unmittelbar vorausliegenden
Routenabschnitt befindet. Jedoch weiß der Benutzer ungefähr, wo sich
der Startort A1 des Ereignisses befindet. Dieser Bereich ist grau
unterlegt. Hierzu nimmt man an, dass der Benutzer sich auf einer
Autobahn befindet und beobachtet, dass sich der Verkehr vor allem
deutlich verlangsamt und zum Stehen kommt. Nun kann er die Systemoption „Vorausliegenden
Routenabschnitt sperren” auswählen, daraufhin
präsentiert
ihm das Navigationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgende Liste:
- 1. Umfahre in
800 m von A1 bis B1 (4 km), Umleitungslänge 8 km, +10 min
- 2. Umfahre in 800 m von A1 bis B3 (8 km), Umleitungslänge 22 km,
+30 min
- 3. Umfahre in 1.500 m von A2 bis B2 (6 km), Umleitungslänge 12 km,
+16 min
- 4. Umfahren in 4 km von A3 bis B3 (6 km), Umleitungslänge 20 km,
+29 min
-
Existierende
Systeme aus dem Stand der Technik würden lediglich eine einzige
Alternativroute – nämlich: „Umfahre
die Streckensperrung auf der Route A1 bis B3” – berechnen und ausgeben, so
dass der Benutzer keine Möglichkeit
hätte,
die weiteren Vorschläge
2 bis 4 auszuwählen.
-
Somit
generiert das erfindungsgemäße Navigationssystem
Routen, die Sperrfunktion hinsichtlich Ab- und Zufahrt bzw. Umfahrungsfunktio nen
bieten, so dass eine Anwendungsverbesserung insbesondere in den Fällen vorliegt,
in denen keine Informationen über
Verkehrsereignisse vorliegen. Hierzu bietet das erfindungsgemäße Verfahren
eine Optimierung der Sperrfunktion bzw. Umfahrungsfunktion durch
Teilumfahrung, die Zeit- und Streckenersparnisse zur Folge haben.
Eine effektive Sperrfunktion bzw. Umfahren durch Benutzerauswahl
von Systemvorschlägen
wird ermöglicht,
wobei der Benutzer kein Wissen über
die Route besitzen muss.
-
Schließlich ermöglicht die
Erfindung eine Minimierung der erforderlichen Interaktion zwischen
Benutzer und System zur Sicherheitssteigerung.
-
Im
den in der 3 dargestellten Szenarien
werden Bezeichnungen der Auf- und Abfahrten mittels Auffahrnummern
ausgegeben. Dies erleichtert dem Benutzer die Zuordnung der Alternativrouten
zur Distanz bis zur ersten Abfahrt. Des Weiteren kann der Benutzer
durch die Auffahr- und Abfahrnummern erkennen, ob sich zwischen
Auf- und Abfahrt einer Alternativroute eine weitere Auf- oder Abfahrtsmöglichkeit
einer anderen Alternativroute befindet.
-
Hinsichtlich
der 3b wird ein weiteres Problemszenario dargestellt,
wobei sich das Fahrzeug noch etwa 4 km an einem vorgegebenen Streckenpunkt
vor einer gesperrten Stelle befindet. Die Navigationsvorrichtung
hat dabei Kenntnis über
Start- und Endposition des gesperrten Streckenpunktes, so dass es
gegenüber dem in 3a dargestellten
Szenario, bei dem nur ein ungefähres
Wissen über
die Lage der Streckensperrung vorhanden war, zusätzliche Information für mögliche Teilumfahrung
liefern kann. So kann die Navigationsvorrichtung den Routenvorschlag:
-
- „1.
Umfahre in 800 m von A1 bis B1 (8 km), Umleitungslänge 22 km,
+30 min”
gezielt
angeben. Da die genaue Position des gesperrten Streckenpunktes bekannt
ist, ist jedoch auch eine Teilumfahrung möglich, die als Alternativroute
2 dergestalt ausgegeben werden kann:
- „2.
Umfahre in 3,5 km von A2 bis B2 (3,5 km), Umleitungslänge 6 km,
+6 min, verbleibende kritische Strecke 500 m”
ausgegeben werden kann.
Jedoch ist zu beachten, dass bei diesem Alternativroutenvorschlag
das Auftreten eines mittlerweile länger werdenden Staubereichs
innerhalb der kritischen Strecke von 500 m auftreten kann.
-
Somit
bietet das erfindungsgemäße System
gegenüber
existierenden Systemen den Vorteil, dass der Benutzer durch zusätzliche
Informationen unterstützt
wird, um eine geeignete Teilumfahrung des kritischen Ereignisses
zu bestimmen. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn die gesamte
Umfahrung des kritischen Ereignisses eine deutlich längere Strecke
bzw. Zeit in Anspruch nimmt, als eine Teilumfahrung die eventuell
mit einer zeitlichen Verzögerung
beim Durchfahren des Teils des kritischen Ereignisses verbunden
ist.
-
4 stellt
eine Folge von GUI-Darstellungen (Graphical User Interface) einer
aus dem Stand der Technik bekannten Navigationsvorrichtung dar,
die die Möglichkeit
bietet, eine Strecke ausgehend von der jetzigen Position über einen
vorbestimmten Abstand von 0.5, 1, 5, 10, 15 oder 20 km zu sperren
und hierfür
eine einzige Alternativroute zu berechnen.
-
Die
erste Displaydarstellung zeigt das typische Bild einer Navigation
mit Routendarstellung. Der Fahrer erkennt in der Ferne eine Streckensperrung,
beispielsweise verursacht durch einen Unfall, Überschwemmung, etc. Er ruft
durch Betätigung
des Schaltfeldes „Optionen” die Unteroption „Sperrung„ auf (zweite
Displaydarstellung). In diesem Untermenü kann der Fahrer zwischen vordefinierten
Distanzen bis zur Sperrung eine entsprechende Distanz auswählen.
-
Das
Verfahren berechnet eine einzige Alternativroute (Umgehungsroute),
wobei die Navigation entlang der Alternativroute fortgesetzt wird
(vierte Displaydarstellung). Dabei hat der Fahrer nicht die Möglichkeit, auf
die Wahl der Alternativroute einzuwirken, den Abfahrt- oder Auffahrtpunkt
der Alternativroute bezüglich
der Hauptroute zu beeinflussen, oder eine Auswahl mehrerer Alternativroute
nach voreinstellbaren Kriterien
-
Analog
zur 4 stellt 5 eine Folge
von GUI-Darstellungen eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Alternativroutenberechnung
dar. Das GUI wird auf dem Display einer Navigationsvorrichtung eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
dargestellt. Die erste Displaydarstellung zeigt das typische Bild
einer Navigation mit Routendarstellung.
-
Erkennt
der Fahrer in der Ferne eine Streckensperrung, beispielsweise verursacht
durch einen Unfall, Überschwemmung,
etc. ruft er durch Betätigung
des Schaltfeldes „Optionen” die Unteroption „Sperrung„ auf (zweite
Displaydarstellung). In diesem Fall werden mehrere Alternativrouten
ausgehend von der jetzigen Position zu möglichen Rückkehrpunkten auf die Hauptroute
berechnet und tabelliert ausgegeben. Ausgehend von der jetzigen
Position wird eine Sperrung der vorausliegenden Strecke bis vor
die Autobahnauffahrt „Würzburg-Heidingsfeld” über eine
Länge von
3.8 km angeboten. Daneben werden weitere Routen, die eine Sperrung
der Strecke von 8.6 km bis zur Autobahnauffahrt „Würzburg/Kist”, 10.5 km bis zum „Dreieck
Würzburg-West”, 32.6
km bis zur Autobahnauffahrt „Helmstadt”, 60.7
km bis zur Auffahrt „Wertheim/Lengfurt” oder 81.4
km bis zur Auffahrt „Marktheidenfeld
angeboten. Die Liste der Alternativrouten ist in diesem Fall nach
der Länge
der zu umfahrenden Strecke der Hauptroute geordnet und gibt die
Auffahrtpunkte auf die Hauptroute an.
-
Somit
berechnet das Verfahren mehrere Alternativrouten (Umgehungsrouten),
wobei der Nutzer einer dieser Routen manuell seinen Bedürfnissen
gerecht auswählt
(nicht dargestellt). Die Navigation wird danach entlang der gewählten Alternativroute
fortgesetzt (vierte Displaydarstellung).
-
In 6 ist
eine Displaydarstellung der Tabellierungshierachie eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung
dargestellt. Dabei erfolgt eine Darstellung der Schaltflächen zur
Auswahl einer Alternativroute zweispaltig tabelliert, wobei eine
hierarchische Ordnung von links oben nach rechts unten vorgegeben
ist, so dass das Feld „Block
1” für die bevorzugteste
und das Feld „Block
6” für die unattraktivste
Alternativroute steht. Die Auswahl einer Alternativroute kann durch
Berühren
des jeweiligen Feldes eines Touch-Screen-Displays erfolgen.
-
Die 7a bis 7d stellen
vier mögliche
Szenarien bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens
dar. Den Figuren liegen zwei sich kreuzende Autobahnen zugrunde,
wobei sich auf der ersten Autobahn Ab- bzw. Zufahrten B bis G befinden,
und auf der zweiten Autobahn Ab- bzw. Zufahrten I und J. Des weiteren
stoßen
zwei Landstraßen,
eine Landstraße
zwischen den Punkten A–B
und eine Landstraße
zwischen den Punkten G–H
auf die erste Autobahn.
-
In
dem in 7a dargestellten ersten Szenario
befindet sich am schwarz markierten Punkt A ein Fahrzeug und fährt auf
der Landstraße
vom Punkt A in Richtung Punkt B. Wird an diesem Punkt vor Erreichen
der Autobahn in Punkt B eine Sperrfunktion der vorausliegenden Strecke
aufgerufen, so erscheint die dargestellte Liste verschiedener Sperrlängen, die
eine Sperrung und Umfahrung der Landstraße über eine Länge von 0.5, 1, 5, 10, 15 oder
20 km ermöglicht.
Diese Option ist bereits aus dem Stand der Technik, wie in 4 dargestellt,
bekannt.
-
Nähert sich
das Fahrzeug in dem in 7b dargestellten zweiten Szenario
der ersten Autobahn, so ermöglicht
eine Sperranforderung ent lang der Route A–C in den ersten vier Sperrlängen 0.5,
1, 5 und 10 km weiterhin eine reine distanzbasierte Sperrung der
vorausliegenden Landstraßenstrecke,
jedoch ermöglichen die
beiden letzten angebotenen Alternativrouten eine Umgehung, die in
einer Autobahnauffahrt („Würzburg-Heidingsfeld” in 13.8
km Entfernung und „Würzburg/Kist” in 18.6
km Entfernung) enden. Somit schlägt dieses
Ausführungsbeispiel
priorisierte Alternativrouten vor, die zumindest teilweise Auffahrpunkte
auf die erste Autobahn beinhalten und gibt dem Benutzer somit eine
Hilfestellung bei der Auswahl einer geeigneten Alternativroute.
Dabei bedeutet der Button mit der Beschriftung „13.8 km Würzburg-Heidingsfeld”, dass
man eine Sperrung der Route durchführt, die 13.8 km lang ist und
bis vor die genannte Anschlussstelle reicht, in 7b also
eine Strecke von der markierten Position des Benutzers zwischen
A und B bis vor C.
-
In
dem in 7c gezeigten dritten Szenario
befindet sich der Benutzer auf der ersten Autobahn vor dem Abfahrpunkt
B und fährt
in Richtung des Punktes G. Durch eine Anforderung zur Sperrung der
vorausliegenden Strecke werden ihm durch das Verfahren sechs mögliche Alternativrouten
zur Sperrung immer längerer
Streckenabschnitte mit Angabe der Autobahnauffahrt, die eine Rückkehr zur
Hauptroute ermöglicht.
Die Auswahlmöglichkeiten
wurden bereits in Bezug auf 5 beschrieben.
Das Autobahnkreuz in Punkt E wird ebenfalls als Option ausgegeben,
obwohl dann mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Route zu Punkt D oder
F aufgefunden wird. Da auch an einer Autobahnkreuzung relativ nahe
eine Anschlussstelle eine Wiederauffahrmöglichkeit auf die erste oder
zweite Autobahn bieten kann, ist diese Option sinnvoll. Zusätzlich könnte es möglich sein,
das Routen, die die Autobahn wechseln, berücksichtigt werden, so dass
beispielsweise Route von B kommend in E nach Norden zu den Ausfahrten
I oder J vorgeschlagen werden – sogenannte
abknickende Sperrungen.
-
Letztlich
zeigt 7d ein viertes Szenario, in
dem ein Benutzer sich vor Punkt D befindet und im weiteren Hauptroutenverlauf
am Punkt G von der ersten Autobahn abbiegen und zum Punkt H über eine
zweite Landstraße
fahren möchte.
Auf Basis eines Sperrwunsches der vorausliegenden Strecke berechnet
das Ausführungsbeispiel
vier mögliche
Alternativrouten wachsender Sperrlängen mit Rückkehrmöglichkeit auf die erste Autobahn
vor Punkt G, so dass der Benutzer auf jeden Fall am Punkt G auf
die Landstraße
Richtung H abbiegen kann. Daneben werden zwei verbleibende Anschlussstellen
deaktiviert angezeigt, die zwar eine Rückkehr auf die erste Autobahn
ermöglichen,
jedoch nicht ausgewählt
werden können,
da sie hinter dem Abfahrtspunkt auf die Landstraße zum Punkt H liegen.
-
Durch
die in den 7a–7d dargestellten
Szenarien wird deutlich, dass das Verfahren bei der Darstellung
der Alternativrouten zwischen Straßen mit Abfahrt-/ und Zufahrtmöglichkeiten
und Straßen
ohne Abfahrtmöglichkeit
unterscheidet, sowie bei einer Sperrung, die entlang beider Straßentypen
erfolgt, eine gemischte Darstellung von Sperrmöglichkeiten – d. h.
distanzbasierte und Auf-/Abfahrtbasierte Alternativroutenvorschläge – anbietet.
-
Nachfolgend
soll ein Ausführungsbeispiel
einer Priorisierung einer Liste aufgefundener Alternativrouten dargelegt
werden. Die vorliegende Erfindung gliedert sich grundsätzlich in
zwei Verfahren: Zunächst
wird eine Menge von Alternativrouten berechnet und anschließend werden
die Alternativrouten priorisiert. Bei der Bestimmung der Alternativrouten
lassen sich grundsätzlich
drei Varianten unterscheiden:
- 1. Zunächst die
Bestimmung der Alternativroute, wenn keine Information über das
Ereignis, das die aktuelle Streckensperrung betrifft, vorliegt.
- 2. Des Weiteren die Bestimmung von Alternativroute, wenn gegebene
Information über
das Streckensperrungsereignis vorliegt, und
- 3. letztlich eine erweiterte Bestimmung von Alternativrouten
mit Teilumfahrungsvorschlägen,
wenn Information über
das Streckensperrereignis detailliert vorliegt. (siehe zu 1 3a,
zu 3 3b).
-
Wie
in 2 dargestellt wird, teilt zunächst der Benutzer dem System
eine Sperrung eines vorausliegenden Streckenabschnitts mit oder
dem System wird automatisch über
ein Verkehrsinformationssystem eine Streckensperrung mitgeteilt.
Daraufhin berechnet das System Alternativrouten und priorisiert
diese. Das System informiert den Benutzer über die Alternativrouten gemäß der getroffenen
Priorisierung und der Benutzer wählt
einen Vorschlag aus der Alternativroutenliste aus. Anschließend aktualisiert
das System die Hauptroute entsprechend der Benutzerauswahl.
-
Im
Nachfolgenden werden folgende Vereinbarungen getroffen:
Mit
R bezeichnen wir die vorberechnete ursprüngliche Route und mit |R| die
Länge der
Route und z(R) die geschätzte
Zeit, die es dauert, die Route R abzufahren.
-
Mit
T(R, A, B) = C bezeichnen wir ein Verfahren T, das eine Teilroute
C der Route R liefert, die zwischen Punkten A und B, die sich auf
der Route R befinden, verläuft.
-
Mit
P bezeichnen wir die momentane (geographische) Position des Fahrzeugs
auf der Route R.
-
Mit
d(R, A, B) bezeichnen wir die Distanz (entlang der Route R) zwischen
zwei Punkten A und B, die sich auf der Route R befinden.
-
Mit
U(A, B, C, S) = R bezeichnen wir ein Verfahren U, welches eine Route
R berechnet, um zu gegebenen Parametern S (z. B. kürzeste,
schnellste Route) zwischen zwei Punkten A und B, ohne über Abschnitte der
Route C, zu führen.
-
Mit
A << B bezeichnen wir
einen Punkt A, der vor einem Punkt B auf einer bekannten Route liegt.
-
Verfahren 1 zur Ermittlung von Umfahrungsvorschlägen ohne
Information über
kritische Ereignisse auf einer vorberechneten Route:
-
- 1) Gegeben sind R (Route) und P (Position des
Fahrzeugs auf der Route)
- 2) Gegeben sei L, eine frei wählbare obere Längenbeschränkung für die Distanz
entlang der Route R zwischen P und einem möglichen Rückkehrpunkt auf die ursprüngliche
Route R
- 3) Bestimme die Menge AB aller Paare (A, B) mit A (Abfahrpunkt)
und B (Rückkehrpunkt),
die sich auf R befinden und für
die gilt: a. A << B auf R und d(R,
P, B) < L.
- 4) Berechne V, die Menge aller Vorschläge mit V einer Menge von Tupel
(u, i, s, e, k, l, t) für
alle Paare (A, B) in AB wie folgt:
- a. u = U(A, B, T(R, A, B), S) mit S beliebige Bedingungen an
die Routenberechnung, abhängig
von dem Routenberechnungsverfahren.
- b. i = d(R, P, A), Distanz zwischen aktueller Position und Abfahrpunkt
A.
- c. s = A
- d. e = B
- e. k = d(R, A, B)
- f. l = |u|
- g. t = z(u) – z(T(R,
A, B))
-
Die
Menge der Vorschläge
V werden mit den Daten aus den Tupeln (u, i, s, e, k, l, t) an die
Ausgabeeinheit übergeben
und dort ausgegeben bzw. zunächst
entsprechend der oben beschriebenen Verfahren priorisiert und dann
entsprechend der Priorisierung geordnet ausgegeben.
-
Verfahren 2 zur Ermittlung von Umfahrungsvorschlägen mit
Information über
kritische Ereignisse auf einer vorberechneten Route:
-
- 1) Gegeben sind R (Route) und P (Position des
Fahrzeugs auf der Route)
- 2) Gegeben sind ES und EE, die Startposition und Endposition
eines kritischen Ereignisses auf der Route R, mit P liegt vor ES
auf der Route R
- 3) Gegeben sei L, eine frei wählbare obere Längenbeschränkung für die Distanz
zwischen P und einem möglichen
Rückkehrpunkt
auf die ursprüngliche
Route R
- 4) Bestimme die Menge AB aller Paare (A, B) mit A (Abfahrpunkt)
und B (Rückkehrpunkt),
die sich auf R befinden und für
die gilt:
- a. A << B auf R und d(R,
P, B) < L.
- b. A << ES auf R
- c. EE << B auf R
- 5) Berechne V, die Menge aller Vorschläge mit V einer Menge von Tupel
(u, i, s, e, k, l, t) für
alle Paare (A, B) in AB wie folgt:
- a. u = U(A, B, T(R, A, B), S), mit S beliebige Bedingungen an
die Routenberechnung abhängig
von dem Routenberechnungsverfahren.
- b. i = d(R, P, A), Distanz zwischen aktueller Position und Abfahrpunkt
A.
- c. s = A
- d. e = B
- e. k = d(R, A, B)
- f. I = |u|
- g. t = z(u) – z(T(R,
A, B))
-
Verfahren 3 zur Ermittlung von Teilumfahrungsvorschlägen mit
Information über
kritische Ereignisse auf einer vorberechneten Route:
-
- 1) Gegeben sind R (Route) und P (Position des
Fahrzeugs auf der Route)
- 2) Gegeben sind ES und EE, die Startposition und Endposition
eines kritischen Ereignisses auf der Route R, mit P liegt vor ES
auf der Route R
- 3) Gegeben sei L, eine frei wählbare obere Längenbeschränkung für die Distanz
zwischen P und einem möglichen
Rückkehrpunkt
auf die ursprüngliche
Route R
- 4) Bestimme die Menge AB aller Paare (A, B) mit A (Abfahrpunkt)
und B (Rückkehrpunkt),
die sich auf R befinden und für
die gilt: h. A < < B auf R und d(R,
P, B) < L.
- i. (A << ES auf R) oder
(ES << A und A << EE auf R)
- j. (EE << B auf R) oder (B << EE und ES << B
auf R)
- 5) Berechne V, die Menge aller Vorschläge mit V einer Menge von Tupel
(u, i, s, e, k, l, t, ws, we) für
alle Paare (A, B) in AB wie folgt: k. u = U(A, B, T(R, A, B), S)
mit S beliebige Bedingungen an die Routenberechnung abhängig von
dem verwendeten Routenberechnungsverfahren.
- l. i = d(R, P, A), Distanz zwischen aktueller Position und Abfahrpunkt
A.
- m. s = A
- n. e = B
- o. k = d(R, A, B)
- p. I = |u|
- q. t = z(u) – z(T(R,
A, B))
- r. Kritische Bereichswarnungen ws und we werden berechnet wie
folgt:
- i. if (ES << A) then ws = d(R,
ES, A) else ws = 0;
- ii. if (B << EE) then we = d(R,
B, EE) else we = 0;
-
Im
Ergebnis werden hier nun also Umfahrungsvorschläge für das durch ES und EE begrenzte
Ereignis beschrieben und können
analog zu den vorigen Verfahrensvarianten durch die Anzeigeeinheit
angezeigt werden.
-
Priorisierung von Umfahrungsvorschlägen:
-
Die
in oben vorgestellten Berechnungen von Umfahrungsvorschlägen liefern
zunächst
ungeordnete Ergebnisse bzgl. Streckenlänge, zeitlichem Aufwand, oder
anderer situationsrelevanter Kriterien, die eine Auswirkung auf
die anschließende
Routenführung
besitzen. Durch eine Priorisierungsvorschrift bzgl. der Reihenfolge
der zur Auswahl angezeigten möglichen
Umfahrungen gibt das System zusätzlich
dem Benutzer eine Hilfestellung zur effizienteren Zielführung durch
das System.
-
Abhängig von
der jeweiligen Informationssituation über kritische Ereignisse ist
es sinnvoll, verschiedene Priorisierungen (Reihenfolge der angezeigten
Umfahrungsvorschläge)
zu wählen.
Im Fall der Vorschläge, die
ohne Information über
das kritische Ereignis berechnet wurden, ist es sinnvoll, eine Ordnung
der Vorschlagsmenge bzgl. des Startpunktes der Umfahrung vorzunehmen.
Hingegen im Fall, dass eine Information über kritische Ereignisse dem
System zur Verfügung
steht, ist eine Ordnung der Vorschlagsliste zu wählen, so dass die Umfahrung
zuerst genannt wird, die die schnellste gesamte Umfahrung darstellt.
Da die Wahl des primären
Ordnungskriteriums teilweise von den Präferenzen des Benutzers selbst
aber auch von dem Informationskontext abhängt, beinhaltet das vorgeschlagene
Verfahren allgemein eine konfigurierbare Priorisierung wie folgt:
- • Gegeben
sei eine Menge von Vorschlägen
V (wie zuvor beschrieben)
- • Für jede Komponente
ki; = u, i, s, ... der Vorschläge
v = (u, i, s, e, k, l, t, ws, we) (bzw. (u, i, s, e, k, l, t)), aus
V wird eine Priorität
und Ordnungsrelation angeben wie folgt:
- – (k1:N:Re1,
k2:N:Re1, ... ) mit N ∊ {–1, 0, 1, 2, 3, ...} und Re1 ∊ {<, >, 0} mit
- – N > 0:, N gibt die Rangfolge
der Sortierung an. D. h. ist N = 1, so wird die gesamte Vorschlagmenge
zuerst bzgl. der mit N = 1 annotierten Komponente sortiert.
- – Re1
gibt die Ordnungsrelation an, nach der Sortiert werden soll. < bedeutet kleiner
gleich, entsprechend würde
der kleine Wert an erster Position stehen. > bedeutet größer gleich. Hier wird 0 verwendet,
wenn N = 0 ist, d. h. mit 0 hat Re1 keinen Einfluss auf die Sortierung.
- – N
= –1:
die Information der Komponente wird nicht angezeigt
- – N
= 0: die Information der Komponente wird angezeigt, aber hat keinen
Einfluss auf die Sortierung der Ergebnisse.
-
Nun
wird V entsprechend der Komponente mit N = 1 und angegebener Ordnungsrelation
sortiert. Gibt es mehrere Elemente in V mit gleichem Wert der Komponente,
die mit N = 1 annotiert ist, so werden diese abhängig von ihrem Wert gruppiert
und es wird für
jede einzelne Gruppe eine Sortierung mit N = 2 vorgenommen. Dieser
Schritt wird für
jede Gruppe und resultierende Gruppe solange wiederholt, bis keine
neuen Gruppen mehr gebildet werden können, oder alle prioritätsannotierten
Komponenten behandelt wurden.
-
Das
Ergebnis ist eine gemäß obiger
definierter Ordnungsvorschrift geordnete Menge, die zur Auswahl dem
Benutzer dargestellt werden kann.
-
Beispiel:
Eine sinnvolle Sortierung für
die Auflistung von Vorschlägen
im Fall, dass keine Information über
das kritische Ereignis vorliegt wird dann wie folgt beschrieben:
(u:–1, i:1: <, s:0:0, e:0:0,
k:2:<, l:4:<, t:3:<)
-
Tabellarisch
kann dieser Sachverhalt so dargestellt werden:
| Informationskomponente | Kürzel | Sortierrangfolge | Ordnung | Anzeige |
| Umfahrungsroute | u | | | - |
| Distanz
zwischen aktueller Position und A | i | 1 | aufsteigend | ja |
| Startpunkt
Umfahrung | s | | | ja |
| Endpunkt
Umfahrung | e | | | ja |
| Distanz
auf der Route zwischen Punkt A und B | k | 2 | aufsteigend | ja |
| Länge der
Umfahrung | l | 4 | aufsteigend | ja |
| Zeit
der Umfahrung | t | 3 | aufsteigend | ja |
-
Hier
wird der Fokus auf ein schnelles Umfahren und die Länge der „gesperrten” Strecke
gelegt.
-
Hingegen
im Fall der Vorschläge
basierend auf Information über
kritische Ereignisse wird eine andere Priorisierung gewählt:
(u:–1:0, i:0:0,
s:0:0, e:0:0, k:0:0, l:1:<,
t:2:<, ws:3:0,
we:4:0)
-
Der
Vorteil der Priorisierung ist, dass sie eine flexible Möglichkeit
bietet, entweder eine feste Einstellung während der Systeminstallation
vorzunehmen und/oder die Reihenfolge der Vorschläge durch den Benutzer zur Systemlaufzeit
durchführen
zu lassen.
-
In 3c ist
ein weiteres Szenario einer Alternativroutenberechnung dargestellt.
Der Fahrer eines Fahrzeugs erkennt in 500 m Entfernung eine Stausituation,
bei der in circa 1 km ein Stau auslösendes Ereignis beispielsweise
ein Unfall stattgefunden hat. Jedoch kann der Fahrer nicht abschätzen, wie
lang der vor ihm liegende Stau ist, d. h. er er kennt nicht die Distanz
von 1 km bis zum Stau auslösenden
Ereignis. Auch das Navigationssystem besitzt keine Information über das
kritische Ereignis. Der Benutzer kann nun die erfindungsgemäße Funktion
des Navigationssystems „Sperren/Umfahren” wählen. Die
momentane Systemeinstellung für
die maximale Länge
der Distanz zwischen aktueller Position P und zu berücksichtigenden
möglichen Rückkehrpunkten
L sei 10 km. Das Navigationssystem berechnet die Menge von Alternativrouten
A1–B1, A2–B2, A2–B3, A3–R2. Die
Paare A1–B4
oder A3–B4
sind nicht in der Menge der möglichen
Umfahrungen aufgrund ihrer Distanz d (R, P, R4) > L, enthalten. Eine Aussortierung dieser
Alternativrouten kann bereits bei der Berechnung aber auch erst
bei der nachfolgenden Priorisierung stattgefunden haben.
-
Gemäß der zuvor
zitierten Priorisierung, d. h. der Ordnung der möglichen Alternativrouten präsentiert das
System die folgende Liste von Vorschlägen:
Umfahre in 600 m
von A1 bis B1 (2,2 km), Umleitungslänge 5 km, +6 min
Umfahre
in 600 m von A1 bis B2 (4 km), Umleitungslänge 7 km, +9 min
Umfahre
in 1,5 km von A2 bis B3 (7,5 km), Umleitungslänge 14 km, +22 min
Umfahre
in 3 km von A3 bis B2 (2 km), Umleitungslänge 5 km, +6 min
-
Die
hinter dieser Liste stehende Priorisierung von (u:–1, i:1:<, s:0:0, e:0:0,
k:2:<, l:4:<, t:3:<) stellt in dem
dargestellten Szenario nicht die optimale Lösung dar, da bei entsprechender
Wahl der größer gleich
Ordnungsrelation für
die Komponente k (die Distanz zwischen Ab- und Auffahrt mit k:2:>) eine optimale Lösung gegeben
wäre. Diese
Wahl präferiert
eine möglichst
lange Streckensperrung im Gegensatz zu der zuvor benutzten Priorisierung
für eine
möglichst
kurze Streckensperrung.
-
Eine
Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass die Alternativrouten beschränkt berechnet werden hinsichtlich
einer vorgegebenen Umleitungslänge
und/oder einer vorgegebenen Alternativroutenfahrzeit, und/oder dass
eine Berechnung der Teilumfahrungsvorschläge anhand von Toleranzgrenzen
für eine
maximale Teilroutenlänge
im kritischen Ereignungsbereich (Bs < Threshhold, Be < Threshhold) erfolgt. Des Weiteren
können
weitere Ereignisinformationen für
die Berechnung der Umfahrungsroute miteinbezogen werden wie beispielsweise
aktuelle Verkehrsinformation und dergleichen.