DE102009044981A1 - Method for determining driving route of vehicle, has comparing set of acceleration profiles stored in navigation device with actual acceleration profile recorded by navigation device for automatic detection of driver-vehicle-combination - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtroute mittels einer Navigationsvorrichtung, bei dem Beschleunigungen von Beschleunigungssensoren erfasst werden. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a route by means of a navigation device in which accelerations of acceleration sensors are detected. In addition, the invention relates to a device and a computer program product for carrying out the method.
Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und sind beispielsweise in der
Hierbei ist es für den Fachmann impliziert und naheliegend, dass diese informativen Zusammenhänge zwischen Straßentypen und Durchschnittsgeschwindigkeiten bei der Berechnung der Route und der Ankunftszeitvorhersage auf Grundlage von durchschnittlich zu erwartenden Geschwindkeiten auf verschiedenen Straßentypen berücksichtigt und in Form von Daten in einem Benutzerprofil, d. h. in einem Speicher, in dem das Profil des Benutzers abgelegt werden kann, gespeichert werden, so dass aus dem gespeicherten Benutzerprofil in dem Navigationssystem mittels eines Berechnungsalgorithmus Rückschlüsse auf die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf verschiedenen Straßentypen gezogen werden kann. Hierzu erlernt der PNA selbsttätig, auf welchen Straßentypen der Fahrer welche Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht.It is obvious to those skilled in the art that these informative relationships between road types and average speeds in the calculation of the route and the arrival time prediction are based on average expected speeds on different road types and in the form of data in a user profile, i. H. be stored in a memory in which the profile of the user can be stored, so that from the stored user profile in the navigation system by means of a calculation algorithm conclusions about the average speed of the vehicle can be drawn on different types of roads. For this purpose, the PNA automatically learns on which road types the driver reaches which average speed.
Hierzu ist es allerdings essentiell, dass bei einem Start des Navigationssystems eine Abfrage durchgeführt wird, bei der die Erkennung der Benutzer-Fahrzeugkombination erfolgt.For this purpose, however, it is essential that when starting the navigation system, a query is performed, in which the detection of the user-vehicle combination takes place.
Bei den gespeicherten Benutzerprofilen handelt es sich nämlich um gespeicherte fahrerindividuelle Daten, so dass das Adaptieren der der Berechnung zugrunde liegenden Berechnungsalgorithmen auf den Fahrstil des Fahrers zu Fehlern führt, wenn verschiedene Fahrer bzw. Benutzer des Navigationssystems das gleiche Fahrzeug bzw. bei beweglichen PNA's den gleichen PNA nutzen und das Navigationssystem automatisch auf ein Benutzerprofil zurückgreift.In fact, the stored user profiles are stored driver-individual data, so that adapting the calculation algorithms on which the calculation is based on the driving style of the driver leads to errors, if different drivers or users of the navigation system the same vehicle or the same mobile PNA's PNA and the navigation system automatically accesses a user profile.
Eine Abfrage beim Start des Navigationssystems, bei dem die Erkennung der Benutzer-Fahrzeugkombination erfolgt, impliziert, dass von vornherein der Fahrer festgelegt wird, was jedoch von dem Benutzer des Navigationssystems häufig als umständlich und störend empfunden wird.A query at the start of the navigation system, in which the detection of the user-vehicle combination takes place, implies that the driver is determined from the outset, which is often perceived by the user of the navigation system as cumbersome and disturbing.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Erkennung der Fahrer-Fahrzeugkombination automatisch erfolgt.It is therefore an object of the present invention to provide a method of the type mentioned, in which the detection of the driver-vehicle combination takes place automatically.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung manifestieren sich in den Unteransprüchen.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention manifest themselves in the subclaims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gemäß der Erfindung werden zwecks automatischer Erkennung einer Fahrer-Fahrzeug-Kombination durch die Navigationsvorrichtung in der Navigationsvorrichtung gespeicherte Beschleunigungsprofile mit durch die Navigationsvorrichtung neu aufgenommenen Beschleunigungsprofilen verglichen.According to the invention, for the purpose of automatically recognizing a driver-vehicle combination, acceleration profiles stored in the navigation device by the navigation device are compared with acceleration profiles newly recorded by the navigation device.
Grundlegende Idee ist die automatische Erkennung der Benutzer-Fahrzeugkombination durch Vergleich von Beschleunigungsprofilen. Hierzu werden im Rahmen der Erfindung fahrerspezifische Beschleunigungsprofile erstellt und diese mit bereits abgespeicherten Beschleunigungsprofilen verglichen, so dass korrespondierende Beschleunigungsprofile die automatische Erkennung der Benutzer-Fahrzeugkombination implizieren.The basic idea is the automatic recognition of the user-vehicle combination by comparing acceleration profiles. For this purpose, driver-specific acceleration profiles are created within the scope of the invention and compared with previously stored acceleration profiles, so that corresponding acceleration profiles imply the automatic recognition of the user-vehicle combination.
Diese Beschleunigungsprofile, d. h. die grafische Auftragung der Beschleunigung gegen die Zeit können messtechnisch mit sogenannten Beschleunigungssensoren erfasst werden, indem beispielsweise eine auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmt wird. Auf diese Weise kann bspw. bestimmt werden, ob eine gewisse Geschwindigkeitszunahme oder -abnahme während der Anfahrt mit dem Fahrzeug stattfindet. Die ermittelten Beschleunigungen werden in elektrische Signale umgewandelt, so dass die für jeden Fahrer charakteristischen Beschleunigungsprofile entstehen.These acceleration profiles, i. H. The graphical representation of the acceleration versus time can be detected by measurement with so-called acceleration sensors, for example, by determining an inertial force acting on a test mass. In this way, it can be determined, for example, whether there is a certain increase or decrease in speed during the journey by vehicle. The ascertained accelerations are converted into electrical signals, so that the characteristic acceleration profiles for each driver arise.
Beim Start stellt also das Navigationssystem anhand des Vergleiches der Beschleunigungsprofile für den Startpunkt, den das Navigationssystem bereits ermittelt hat, fest, welche Benutzer-Fahrzeugkombination vorliegt. At the start, therefore, the navigation system determines based on the comparison of the acceleration profiles for the starting point, which has already determined the navigation system, which user-vehicle combination exists.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist also gewährleistet, dass das Navigationssystem aufgrund der gemessenen Beschleunigungen bzw. der daraus ermittelten Beschleunigungsprofile festlegt, welches der bekannten Fahrerprofile zugrunde zu legen ist. Mit einem Fahrerprofil können dann weitere Prognosen wie bspw. eine Ankunftszeitvorhersage berechnet werden.The inventive method thus ensures that the navigation system determines, based on the measured accelerations or the acceleration profiles determined therefrom, which of the known driver profiles is to be used. With a driver profile, further forecasts such as an arrival time prediction can then be calculated.
Die in dem Navigationssystem gespeicherten Beschleunigungsprofile werden mit durch das Navigationssystem neu aufgenommenen Beschleunigungsprofilen verglichen, indem vorzugsweise Ähnlichkeitsmaße zwischen den gespeicherten Beschleunigungsprofilen und den neu aufgenommenen Beschleunigungsprofilen ermittelt werden. Auf diese Weise kann eine Zuordnung zwischen einzelnen Beschleunigungsprofilen untereinander erfolgen und somit über die verglichenen Beschleunigungsprofile Rückschlüsse auf die zu erwartenden Durchschnittsgeschwindigkeiten auf verschiedenen Straßentypen gezogen werden.The acceleration profiles stored in the navigation system are compared with acceleration profiles newly recorded by the navigation system, preferably by determining similarity measures between the stored acceleration profiles and the newly recorded acceleration profiles. In this way, an association between individual acceleration profiles with each other and thus be drawn on the compared acceleration profiles conclusions about the expected average speeds on different types of roads.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Ähnlichkeitsmaße zwischen den gespeicherten Beschleunigungsprofilen und den neu aufgenommenen Beschleunigungsprofilen ermittelt. Als leistungsfähigen Instrumentarium für die Berechnung von Ähnlichkeitsmaßen kann dabei die Korrelation, d. h. die Beschreibung der linearen Beziehung zwischen den Beschleunigungswerten in den Beschleunigungsprofilen herangezogen werden. Angewendet auf ein Beschleunigungsprofil mit einem zweiten Beschleunigungsprofil, ist die Korrelation somit ein Maß dafür, wie ähnlich sich die zu untersuchenden Beschleunigungsprofile sind. Zur Kennzeichnung der Korrelation eignen sich unter anderem an sich bekannte Ähnlichkeitsmaße, wie z. B. der Korrelationskoeffizient oder informationstheoretische Ähnlichkeitsmaße.In a preferred embodiment of the invention, similarity measures are determined between the stored acceleration profiles and the newly recorded acceleration profiles. As a powerful tool for the calculation of similarity measures, the correlation, d. H. the description of the linear relationship between the acceleration values in the acceleration profiles are used. Applied to an acceleration profile with a second acceleration profile, the correlation is thus a measure of how similar the acceleration profiles to be investigated are. To identify the correlation, inter alia, known similarity measures, such. B. the correlation coefficient or information theoretic similarity measures.
Eine praktikable Variante der Erfindung sieht vor, dass nichtähnliche aktuell aufgenommene Beschleunigungsprofile gespeichert werden. Dies stellt sicher, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Reservoir an Beschleunigungsprofilen verfügbar ist, das wiederum für Vergleiche mit später aufgenommenen Beschleunigungsprofilen zur Verfügung steht.A practicable variant of the invention provides that non-similar currently recorded acceleration profiles are stored. This ensures that a reservoir of acceleration profiles is available in the context of the method according to the invention, which in turn is available for comparisons with later recorded acceleration profiles.
Vorteilhafterweise werden die Beschleunigungsprofile von dreiachsigen Beschleunigungssensoren erfasst. Die dreiachsigen Beschleunigungssensoren sind Bestandteil des Navigationssystems und bestehen bspw. aus drei einachsigen Beschleunigungssensoren, die orthogonal angeordnet sind, oder aus einem Einmassenschwinger, dessen Auslenkung in alle drei Ausrichtungen detektiert wird. Die Verwendung von dreiachsigen Beschleunigungssensoren hat den Vorteil, dass möglichst viele Beschleunigungsdaten in den Beschleunigungsprofilen erfasst werden.Advantageously, the acceleration profiles of three-axis acceleration sensors are detected. The three-axis acceleration sensors are part of the navigation system and consist, for example, of three uniaxial acceleration sensors, which are arranged orthogonally, or of a single-mass oscillator, the deflection of which is detected in all three orientations. The use of three-axis acceleration sensors has the advantage that as much acceleration data as possible are recorded in the acceleration profiles.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Ähnlichkeitsmaße mittels eines Prozessors ermittelt werden. Hierzu ermittelt der Prozessor aus dem Beschleunigungssignal verschiedene Kenngrößen, wie beispielsweise Schock (Ruck, Ableitung der Beschleunigung), Maximalwerte der Beschleunigung, Minimalwerte der Beschleunigung, für jede Achse in einer zeitlichen Reihenfolge. Hieraus wird im Vergleich zu einem schon ermittelten Beschleunigungsprofil ein Ähnlichkeitsmaß errechnet.A further advantageous embodiment of the invention provides that similarity measures are determined by means of a processor. For this purpose, the processor determines various parameters from the acceleration signal, such as shock (jerk, derivative of the acceleration), maximum values of the acceleration, minimum values of the acceleration, for each axis in a chronological order. From this, a similarity measure is calculated in comparison to an already determined acceleration profile.
Alternativ können im Rahmen der Erfindung die Ähnlichkeitsmaße mittels eines neuronalen Netzwerks ermittelt werden. Hierzu enthält ein Navigationssystem zusätzlich einen an sich bekannten neuronalen Netzwerkprozessor sowie einen Beschleunigungssensor. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dann dem Navigationssystem in einer Einlernphase aktiv mitgeteilt, wer fährt. Der neuronale Netzwerkprozessor lernt dabei, wo die Unterschiede zwischen den Fahrern in den von den Beschleunigungssensoren erzeugten Beschleunigungssignalen liegen. Mit Bezug auf die Einlernphase ergeben sich verschiedene Optionen. Zum einen kann sich die Einlernphase derart gestalten, dass beim Start des Navigationssystems der Fahrer durch Abfrage festgelegt wird, so dass ab diesem Augenblick das Navigationssystem charakteristische Daten ermittelt. Auch besteht die Möglichkeit, dass das Navigationssystem zunächst die Beschleunigungsdaten aufnimmt, so dass bei Vorhandensein von mehreren Datensätzen von Beschleunigungsdaten die Beschleunigungsprofile an gleichen Orten analysiert werden. Hieraus wird schließlich ermittelt, welche Datensätze sich ähneln. Um technisch zu realisieren, dass dem Navigationssystem in der Einlernphase der Fahrer aktiv mitgeteilt wird, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass das Navigationssystem über eine Anzeigeneinheit, vorzugsweise LCD, und über eine Eingabevorrichtung, vorzugsweise über einen Touchscreen verfügt. In dem Navigationssystem besteht dabei vorzugsweise die Möglichkeit, verschiedene Benutzer anzulegen und den Benutzern entsprechend verschiedene Fahrverhalten, -prognosen etc. zuzuweisen. Bei einem Start des Navigationssystems wird der Benutzer dann gefragt, welches Profil geladen werden soll.Alternatively, in the context of the invention, the similarity measures can be determined by means of a neural network. For this purpose, a navigation system additionally includes a known neural network processor and an acceleration sensor. In this advantageous embodiment of the invention, the navigation system is then actively informed in a training phase who is driving. The neural network processor learns where the differences between the drivers lie in the acceleration signals generated by the acceleration sensors. With regard to the training phase, there are various options. On the one hand, the learning phase can be designed in such a way that, when the navigation system is started, the driver is determined by interrogation, so that, as of this moment, the navigation system determines characteristic data. There is also the possibility that the navigation system initially picks up the acceleration data, so that in the presence of multiple data sets of acceleration data, the acceleration profiles are analyzed at the same locations. From this it is finally determined which records resemble each other. In order to realize technically that the driver is actively informed to the navigation system in the training phase, it is provided in the context of the invention that the navigation system has a display unit, preferably an LCD, and an input device, preferably a touchscreen. In the navigation system, it is preferably possible to create different users and to assign different driving behavior, predictions, etc. to the users. When starting the navigation system, the user is then asked which profile should be loaded.
Um den Fahrer möglichst genau festzulegen, ist es von Vorteil, dass mehrere Beschleunigungsprofile des Fahrers aufgenommen werden, um auf diese Weise ein möglichst genaues Bild über das Fahrverhalten des Fahrers zu bekommen. Zweckmäßigerweise werden daher für einen Benutzer des Navigationssystems mehrere Beschleunigungsprofile aufgenommen.To set the driver as accurately as possible, it is advantageous that several Acceleration profiles of the driver are recorded, in order to obtain as accurate a picture as possible about the driving behavior of the driver. Appropriately, therefore, a plurality of acceleration profiles are recorded for a user of the navigation system.
Zudem sieht die Erfindung eine Navigationsvorrichtung, ein Computerprogramm, eine maschinenlesbare Datenstruktur sowie einen maschinenlesbaren Datenträger zur Durchführung des Verfahrens vor.In addition, the invention provides a navigation device, a computer program, a machine-readable data structure and a machine-readable data carrier for carrying out the method.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Das in
Das Verfahren beginnt mit der Bestimmung der Position
Das globale Navigationssystem ist ein hinreichend bekanntes Instrumentarium zur Positionsbestimmung zur Navigation bspw. von Fahrzeugen. Vorteilhaft im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Bestimmung der Position
Das in
Das Navigationssystem ist über das globale Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung imstande, auf wenige Meter genau die Position
Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, Beschleunigungsdaten
Ergibt sich aufgrund der in die Navigationsvorrichtung integrierten Tabelle, dass für die Position
Aus
Den in
Zudem ist im Rahmen der Erfindung ein Computerprogrammprodukt für die Navigationsvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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