DE102009027543A1

DE102009027543A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Route

Info

Publication number: DE102009027543A1
Application number: DE200910027543
Authority: DE
Inventors: Thomas Kleine-Besten; Jobst Gercke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtroute (18) auf einer Straßenkarte (11) eines Navigationssystems, bei dem mittels eines Routenberechnungsalgorithmus ein Parkplatz (14) als Routenziel gesucht wird. Um das Verfahren derart weiterzuentwickeln, dass die Parkplatzsuche auch mit einem Energiespareffekt einhergeht, sieht die Erfindung vor, dass für den Parkplatz (14) die Beschattung (13) ermittelt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtroute auf einer Straßenkarte eines Navigationssystems, bei dem mittels eines Routenberechnungsalgorithmus ein Parkplatz als Routenziel gesucht wird.
Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist bspw. in der EP 1 777 499 A2 ein Verfahren offenbart, bei dem die Ermittlung einer Route auch die Parkplatzsuche impliziert. Hierzu ist vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt zunächst ein Streckenabschnitt als Routenziel aufgesucht wird, der von allen noch nicht befahrenen Streckenabschnitten die kürzeste Entfernung zum Startpunkt aufweist. Danach erfolgt die Führung zum Zielpunkt wobei in einem weiteren Verfahrensschritt ein neuer Streckenabschnitt als Routenziel aufgesucht wird, der von allen noch nicht befahrenen Streckenabschnitten die kürzeste Entfernung zum Startpunkt aufweist. Dieser letztgenannte Verfahrensschritt wird wiederholt durchgeführt, bis ein Anwender das Verfahren/die Suche abbricht. Dieses vorbekannte Verfahren erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn – wie bspw. im Falle der Parkplatzsuche – nicht die Erreichung des Ziels im Vordergrund steht, sondern die Möglichkeit, in der Umgebung des Ziels eine möglichst große Anzahl von Straßen zu durchfahren, um auf diese Weise einen Parkplatz zu erreichen. Eine weitere wichtige Variante im Rahmen des eingangs genannten Verfahrens bleibt eine Routensuche, bei der als Routenziel von vornherein ein Parkplatz gesucht wird.
Die Zukunft der Automobilindustrie bzw. der Autohersteller wird in einem nicht geringen Maße davon abhängen, inwieweit weitere Energieeinsparungen bei der Nutzung des Automobils vorgenommen werden können. Dies umso mehr, als auch in der Bevölkerung eine erhöhte Sensibilität und Akzeptanz für umweltschonende Kraftfahrzeuge zu beobachten ist. Auch werden abnehmende Energieressourcen zunehmend den Fokus auf energiesparende Kraftfahrzeuge lenken.
Offenbarung der Erfindung
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Parkplatzsuche auch mit einem Energiespareffekt einhergeht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung manifestieren sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung sieht vor, dass für den Parkplatz die Beschattung ermittelt wird.
Hierzu gehören der Schattenwurf von Gebäuden oder anderer Geländemerkmale (z. B: Bäume, Geländekonturen, ...) in der Umgebung des Parkplatzes und die Entwicklung des Schattenwurfs zu verschiedenen Tageszeiten. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, einen Parkplatz für ein Fahrzeug derart zu bestimmen, dass eine möglichst lange Beschattung bzw. eine möglichst lange Verweildauer in der Sonne, d. h. eine Besonnung des Parkplatzes gegeben ist. Dadurch wird wiederum die Möglichkeit geschaffen, dass Energieeinsparungen realisiert werden und zwar derart, dass die Fahrzeugbatterie eines mit Solarzellen ausgestatteten Kraftfahrzeugs durch eine lange Besonnung aufgeladen werden können. Andererseits kann durch eine lange Beschattung erreicht werden, dass der Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges nur eine geringe Aufheizung erfährt, so dass bei einem Wiedereinstieg nach einer Standpause des Fahrzeugs die Klimaanlage des Fahrzeugs möglichst wenig genutzt werden muss.
Schon heute können in Navigationssystemen auch 3D-Karten angezeigt werden, in denen dreidimensionale Objekte, wie bspw. Bauwerke, wiedergegeben werden. Hierzu ist in einer Datenverarbeitungseinheit eines Navigationssystems zumeist ein Grafikmodul vorgesehen, um die von einem Navigationsmodul empfangenen Navigationsdaten zu einer anzeigefähigen Darstellung bzw. Grafik aufzubereiten. Ein solches Grafikmodul greift hierbei auf in einer Speichereinrichtung abgelegte Objektdaten sowie auf Eingabedaten einer Eingaberichtung des Navigationssystems zurück. Die von dem Grafikmodul aufbereitete Grafik kann somit auf einem Bildschirm bzw. einem Display des Anwenders des Navigationssystems angezeigt und ausgegeben werden.
Um technisch zu realisieren, dass aus Gebäudemodellen in 3D-Karten der Schattenwurf dieser Gelände bzw. die Entwicklung des Schattenwurfs im Laufe der Tageszeit ermittelt wird, sieht die Erfindung vor, dass für die Berechnung des Schattenwurfes zunächst der Standort des Gebäudes (z. B. WGS84-Koordinaten) sowie das aktuelle Datum und die aktuelle Uhrzeit ermittelt werden. Über Datum, Uhrzeit und den Standort kann somit der Stand der Sonne über dem Horizont und die Sonneneinstrahlrichtung trigonometrisch berechnet werden. Weiterhin wird vorzugsweise die Silhouette der Gebäude als senkrechte Projektion zur Sonneneinfallsrichtung ermittelt, die über herkömmliche Formeln trigonometrisch errechnet werden oder ggf. über ein vereinfachtes Raytracing-Verfahren angenähert werden kann. Der Schattenverlauf über die Tageszeit ergibt sich dann aus der Aneinanderreihung von Schattenwürfen zu verschiedenen Tageszeiten.
Um mittels des Navigationssystems den Schattenwurf zu messen, ist im Rahmen der Erfindung zudem vorgesehen, dass über das Navigationssystem der Ort des Schattenwurfes sowie das Datum und die Uhrzeit aus dem GPS-Signal der Satellitenortung gewonnen werden. Neben den 3D-Daten der Gebäudemerkmale sind die ermittelten Daten zum Schattenwurf und Schattenverlauf vorzugsweise ebenfalls in der Speichereinrichtung des Navigationssystems vorhanden.
Die Berechnung des Schattenwurfs mit den in der Speichereinheit vorfindbaren Daten kann in dem Navigationssystem über die Prozessoreinheit mit herkömmlichen Rechenmethoden erfolgen. Der Schattenwurf kann dabei in der 2D- bzw. 3D-Kartendarstellung farblich bzw. über Ausgrauen markiert werden. Diese Markierungen können über herkömmliche Zeichenoperationen realisiert werden.
Die Erfindung sieht schließlich auch ein Navigationssystem zur Ermittlung einer Fahrtroute vor, wobei das Navigationssystem derart eingerichtet ist, dass die Ermittlung der Fahrtroute gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erfolgt.
Kernelement des Navigationssystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei eine Datenverarbeitungseinheit, die vorzugsweise in Gestalt eines Mikroprozessors vorliegt. Diese Datenverarbeitungseinheit ist dabei mit einer Eingabeeinrichtung bzw. mit einem HMI (Human Machine Interface) verbunden, über die eine Kommunikation mit dem Anwender des Navigationssystems stattfindet. Der HMI-Dialog kann sich dabei derart gestalten, dass zunächst ähnlich einer Routensuche in den Einstellungen folgende Auswahlkriterien festgelegt werden:

– Suche Sonne/Schatten
– im Umkreis von xx Meter
– zu folgender Uhrzeit: xx Uhr (z. B. Aktuelle Uhrzeit + xx Stunden)

Eine Suche kann dann angestoßen werden über ”Suche hier” oder ”Suche an einem Ort”. Bei ”Suche an einem Ort” müssten dann die Ortsdaten (Ort, Straße, Hausnummer, ... oder WGS 84 Koordinaten oder POI oder ...) eingegeben werden.
Eine weitere Option liegt vorzugsweise in der Zielangabe bzw. in der Angabe von Randbedingungen für die Routenberechnung. Vorteilhafterweise ist die Datenverarbeitungseinheit des erfindungsgemäßen Navigationssystems auch mit einer Speichereinrichtung verbunden, in der eine digitalisierte Karte der Straßenkarte sowie neben den weiteren erforderlichen geographischen Daten und Objektdaten auch die 3D-Gebäudemerkmale abgelegt sind.
In der Datenverarbeitungseinheit des erfindungsgemäßen Navigationssystems ist darüber hinaus ein Navigationsmodul zur Durchführung und Berechnung der eigentlichen Navigation, bspw. Routenberechnung und Generierung der Zielführungsdaten vorgesehen. Weiterhin ist in der Datenverarbeitungseinheit ein Grafikmodul vorgesehen, um die von dem Navigationsmodul empfangenen Navigationsdaten für eine anzeigefähige Darstellung bzw. Grafik, insbesondere auch mit Blick auf die Beschattung des Parkplatzes, aufzubereiten. Hierzu greift das Grafikmodul ebenfalls auf in der Speichereinrichtung abgelegte Daten sowie auf die genannten Eingabedaten der Eingabeeinrichtung bzw. des HMI-Dialogs zurück. Die von dem Grafikmodul aufbereitete Grafik kann schließlich auf einem Bildschirm bzw. einem Display dem Anwender angezeigt und ausgegeben werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischen Darstellungen:
1 einen Kartenausschnitt, aus dem eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgte Beschattung eines Parkplatzes hervorgeht; und
2 ein grundlegendes Prinzip zur Berechnung eines beschatteten Parkplatzes.
1 zeigt einen Kartenausschnitt in Gestalt einer 3D-Karte 10 eines Navigationssystems. In der 3D-Karte 10 manifestiert sich die dreidimensionale Ansicht einer Straßenkarte 11, eines Fahrzeugs 15 sowie eines Gebäudes 12. Aus der Straßenkarte 11 geht die Fahrtroute 16 hervor, die mittels eines herkömmlichen Verfahrens zur Ermittlung der Fahrtroute 16 auf der Straßenkarte 11 des Navigationssystems berechnet werden kann, wobei mittels eines Routenberechnungsalgorithmus der Parkplatz 14 als Routenziel genutzt werden kann.
Der in 1 gezeigte Kartenausschnitt 10 ist dabei das Ergebnis einer Parkplatzsuche durch den Benutzer des Navigationssystems, der zuvor mit seinem Fahrzeug die Nähe des angestrebten Parkplatzes 14 erreicht hat und über einen HMI-Dialog mit dem Navigationssystem seines Fahrzeugs den Parkplatz 14 für sein Fahrzeug ermittelt hat.
Im Rahmen dieses Dialoges hat der Benutzer zusätzlich angegeben, dass er einen Beschattung 13 des Parkplatzes 14 erwünscht. Eine weitere Angabe des Benutzers ist das voraussichtliche Ende der Standzeit des Fahrzeugs auf dem Parkplatz 14 gewesen.
Aus den schon vorhandenen GPS-Daten bzgl. der Ortung sowie aus dem aktuellen Datum und der Tageszeit kann zusammen mit den gespeicherten dreidimensionalem Daten des Gebäudes 13 sowie mit den gespeicherten und berechneten Daten zum Schattenwurf und Schattenverlauf mittels eines Mikroprozessors in dem Navigationssystem die Berechnung des Parkplatzes 14 durchgeführt werden. Der auf diese Weise ermittelte Parkplatz 14 wird dem Benutzer des Navigationssystems vorgeführt und zusätzlich im Rahmen des HMI-Dialogs visualisiert.
Um den Parkplatz 14 als optimalen Standort für die Beschattung bzw. Besonnung eines Fahrzeugs zu orten, macht der Benutzer des Navigationssystems vorzugsweise auch Vorgaben darüber, dass er an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Umkreis einen Schatten 13 bzw. ein Sonnenereignis vorfinden möchten. Im Rahmen des Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass über die in 1 gezeigte 3D-Darstellung dem Benutzer des Navigationssystems über farbliche Markierungen geeignete Orte, wie bspw. den in 1 gezeigten Parkplatz 14, angezeigt werden. Dabei können die farblichen Markierungen derart abgestuft sein, dass eine Auskunft über das Navigationssystem über die Länge des Ereignisses, d. h. über die Länge des Schattens 13 bzw. der Besonnung angezeigt wird. Dies kann bspw. derart erfolgen, dass auf dem Display Mitteilungen wie ”Schatten für ein bis zwei Stunden” bzw. ”für zwei bis drei Stunden” über dem Parkplatz 14 angezeigt werden.
Aus 2a geht eine prinzipielle Berechnung eines Schattenwurfs für das erfindungsgemäße Verfahren hervor.
Für einen bestimmten Zeitpunkt, d. h. für ein bestimmtes Datum und eine bestimmte Uhrzeit sowie zu einer Geokoordinate kann der Winkel α (alpha) der Sonne 17 über dem Horizont der Erde 18 bestimmt werden.
Mit Hilfe des Winkels α sowie der 3D-Gebäudemerkmale in der Umgebung des in 1 gezeigten Parkplatzes 14 kann für jeden Punkt in der in 1 gezeigten 3D-Karte 10 des Navigationssystems, bestimmt werden, inwieweit und zu welchem Zeitpunkt auf dem in 1 gezeigten Parkplatz 14 der Schatten 13 zu erwarten ist.
Hierzu kann, wie 2b veranschaulicht, auf Grundlage von einfachen trigonometrischen Berechnungen, nämlich mittels der Gleichung Gebäudehöhe 19 des Gebäudes 12/Tangens (α) = Schattenlänge 20, die Schattenlänge 20 des Schatten 13 auf dem in 1 gezeigten Parkplatz 14 ermittelt werden. In Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Rechenleistungen des Mikroprozessors des Navigationssystems sind dabei geeignete Interpolationen anzuwenden, um für jeden Punkt der in 1 gezeigten Karte 10 die Genauigkeit zu verbessern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1777499 A2 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtroute (18) auf einer Straßenkarte (11) eines Navigationssystems, bei dem mittels eines Routenberechnungsalgorithmus ein Parkplatz (14) als Routenziel gesucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Parkplatz (14) eine Beschattung (13) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 3D-Daten der Geländemerkmale des Parkplatzes (14) aus dem Datenspeicher des Navigationssystems bezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattung (13) in der 3D (10)- oder 2D-Karte des Navigationssystems dargestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Beschattung (13) auf einer Prozessoreinheit des Navigationssystems durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Angaben und/oder Vorgaben zur Beschattung (13) und Besonnung seitens des Benutzers des Navigationssystems über ein HMI-Dialog erfolgt.
Navigationssystem zur Ermittlung einer Fahrtroute, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem derart eingerichtet ist, dass die Ermittlung der Fahrtroute gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erfolgt.