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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausgeben von Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, ein Steuergerät gemäß Anspruch 11 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 12.
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In vielen Navigationssystemen wird zur intuitiv verständlichen Übermittlung von Informationen an einen Fahrer eines Fahrzeugs ein virtuelles Fahrzeug im Sichtfeld des Fahrers angezeigt. Bei den Informationen kann es sich z. B. um Warnungen, Routenführungsinformationen, etc. handeln. Zum Bereitstellen von Führungsinformationen für den Fahrer werden Blinker des virtuellen Fahrzeugs beispielsweise zur Signalisierung eines Abbiegens eingesetzt, während dem Fahrer mithilfe von Bremslichtern angezeigt werden kann, dass er die Geschwindigkeit verringern muss. Der Fahrer muss lediglich dem virtuellen Fahrzeug folgen wie er einem tatsächlichen Fahrzeug folgen würde.
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In der
DE 102 45 334 A1 wird eine derartige Navigationsvorrichtung zur Führung eines Fahrzeugs in einem Verkehrswegenetz vorgeschlagen, wobei zur Führung ein Leitobjekt gegenüber dem Verkehrsweg derart dargestellt wird, dass das Leitobjekt von dem Fahrzeug vorzunehmende Fahrmanöver ausführt. Der Fahrer wiederholt die ihm gezeigten Fahrmanöver und folgt somit der zuvor berechneten Fahrtroute.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zum Ausgeben von Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Es können bei dem hier vorgeschlagenen Ansatz Navigationsdatenaufzeichnungen verwendet werden, um ADAS-Anwendungen (ADAS: Advanced Driver Assistance System = Fahrerassistenzsystem) oder eine Routenführung an Gewohnheiten bzw. Profile oder einen Fahrstil eines Fahrers anzupassen.
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Der Fahrer kann verschiedene Modi für die Berechnung der Route zum Reiseziel auswählen. So kann es sich z. B. für den schnellsten, kürzesten oder sparsamsten Weg entscheiden. Auch eine Mischung aus diesen Kriterien ist möglich.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das Fahrerverhalten dadurch beeinflusst werden kann, dass dem virtuellen Fahrzeug mit einem geeigneten Fahrstil fährt. Somit dient dieser Fahrstil nicht nur dazu, den Fahrer zu führen und/oder zu warnen, sondern ihn auch dazu zu veranlassen, gemäß vordefinierten Mustern zu fahren.
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Die vorgeschlagene Erfindung schafft die Möglichkeit eines Auswählens aus verschiedenen Fahrstilen, um das Verhalten des virtuellen Fahrzeugs und folglich das Verhalten des Fahrers zu beeinflussen. Sie umfasst allgemeine Stile wie beispielsweise ein umsichtiges Fahren, ein normales Fahren und/oder ein sportliches Fahren. Auch der eigene Stil des Fahrers, der aus Navigationsdatenaufzeichnungen abgeleitet werden kann, sowie ein sparsamer Fahrstil, der eingesetzt wird, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, können berücksichtigt werden. Zusätzliche Stile können spezifischen ungünstigen Fahrbedingungen wie beispielsweise Schnee, Nebel, vereiste Fahrbahn, usw. zugeordnet werden.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, das Fahrerverhalten auf intuitiv verständliche und natürliche Weise beeinflussen zu können. Im Hinblick auf die aktuellen Fahrbedingungen kann der Fahrer den geeignetsten Stil auswählen und durch Folgen des virtuellen Fahrzeugs diesem entsprechend fahren. Der Fahrstil kann gemäß den erlernten Fahrergewohnheiten und der aktuellen Fahrsituation auch von dem System selbst ausgewählt werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ausgeben von Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs, wobei die Daten durch eine Fahrweise eines angezeigten virtuellen Fahrzeugs repräsentiert sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Fahrzeugsensordaten von einer Fahrzeugsensordatenschnittstelle, wobei die Fahrzeugsensordaten Informationen repräsentieren, die von mindestens einem Sensor des Fahrzeugs bereitgestellt werden; Empfangen von Straßenkarteninformationen über eine Straßenkartenschnittstelle, wobei die Straßenkarteninformationen einen Verlauf einer Straße repräsentieren; Empfangen von Fahrstildaten, die eine Information über einen zu verwendenden Fahrstil des virtuellen Fahrzeugs aus einer Mehrzahl von möglichen Fahrstilen repräsentieren; Ermitteln der Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs basierend auf den Fahrzeugsensordaten, den Straßenkarteninformationen und den Fahrstildaten und Ausgeben der Daten zum Navigieren des Fahrzeugs an ein Anzeigesystem, so dass die Daten durch die Fahrweise des anzuzeigenden virtuellen Fahrzeugs repräsentiert sind.
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Bei den Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs kann es sich um Informationen oder Anweisungen für einen Fahrer des Fahrzeugs handeln, um das Fahrzeug sicher entlang einer gewählten Route zum Reiseziel zu führen. Dabei kann es sich z. B. um eine Information zur Fahrgeschwindigkeit oder eine Anweisung zum Abbiegen oder Bremsen handeln. Im Allgemeinen werden die Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs mit Hilfe unter anderem eines Navigationssystems ermittelt, das in das Fahrzeug eingebaut sein kann. Bei dem virtuellen Fahrzeug kann es sich um eine zweidimensionale Darstellung eines Fahrzeugs, z. B. auf einem Bildschirm, handeln. Die Darstellung kann vereinfacht und auf die wichtigsten Funktionen, wie z. B. Bremslichter und Blinker, reduziert sein. Die Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs bildet die visuelle Repräsentation der Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs und kann beispielsweise durch ein Anzeigen der Brems- oder Blinklichter oder der Geschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs im Zusammenhang mit bestehenden Straßen- und Umgebungsverhältnissen dargestellt werden. Fahrzeugsensordaten liefern eine Information über die augenblickliche Situation des Fahrzeugs und können beispielsweise von an dem Fahrzeug angeordneten Trägheitssensoren bereitgestellt werden. Zu einer weiteren Situationserfassung können auch Navigationssensoren und Umfeldsensoren eingesetzt werden. Der Verlauf einer Straße kann z. B. Krümmungen des Straßenverlaufs oder eine Steigung bzw. ein Gefälle einer von einem Fahrzeug zu verfolgenden Route beschreiben. Mit Hilfe der Fahrstildaten kann die einem bestimmter Fahrstil des virtuellen Fahrzeugs entsprechende Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs umgesetzt werden. Der Fahrstil des virtuellen Fahrzeugs kann einer aus einer Mehrzahl von Fahrstilen sein. Er kann z. B. von einem Benutzer des Navigationssystems entsprechend seinen Fahrwünschen ausgewählt werden. Zum Beispiel kann der Fahrstil „sportlich” ausgewählt werden. In diesem Fahrstil bewegt sich das virtuelle Fahrzeug schneller und in einem engeren Winkel durch eine Kurve, als dies z. B. bei einem normalen Fahrstil der Fall wäre. Der Fahrstil des virtuellen Fahrzeugs gibt somit den Fahrstil für den Fahrer des tatsächlichen Fahrzeugs vor. Bei dem Anzeigesystem kann es sich z. B. um ein Head-Up-Display, also eine Anzeige auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, handeln mittels dem das virtuelle Fahrzeug in Blickrichtung des Fahrers angezeigt wird.
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Alternativ kann das Auswählen des zu verwendenden Fahrstils auch systemintern ohne ein Eingreifen durch den Fahrer erfolgen. Vorteilhafterweise kann so der Fahrer von Entscheidungsanforderungen befreit werden und sich voll auf das Verkehrsgeschehen konzentrieren.
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Ferner können in dem Schritt des Ausgebens der Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs die Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs über einen Bildschirm eines Navigationsgeräts und/oder über ein Anzeigefeld in Blickrichtung und/oder über eine aktive Windschutzscheibe ausgegeben werden. Unter dem Anzeigefeld in Blickrichtung ist im Allgemeinen ein Head-Up-Display auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu verstehen.
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Die aktive Windschutzscheibe kann so ausgebildet sein, dass sie unter Verwendung einer Zwischenschicht aus Folie, die als das aktive Bauelement fungiert, Informationen anzeigen kann. Es ist bekannt, dass in dem Laminierungsprozess zur Herstellung einer Windschutzscheibe Folien zwischen zwei Glasschichten eingefügt werden. Durch Einbinden transparenter Transistoren wie LEDs oder OLEDs kann einer dieser Filme aktiv gemacht und als Display betrieben werden.
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Der Vorteil einer derartigen visuellen Ausgabeform liegt in der schnellen intuitiven Erfassbarkeit der im Bild des Fahrzeugs enthaltenen Information durch den Fahrer des Fahrzeugs. Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausgabeform der Daten über ein Head-Up-Display, da hier der Fahrer in der Lage ist, die Navigationsinformation zusammen mit dem Verkehrsgeschehen auf der vor ihm liegenden Straße im Blick zu haben.
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Beispielsweise kann die Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs durch ein Aktivieren oder Deaktivieren der Blinker des virtuellen Fahrzeugs, ein Aktivieren oder Deaktivieren der Bremslichter des virtuellen Fahrzeugs und/oder eine Größendarstellung des virtuellen Fahrzeugs repräsentiert sein. Dabei kann die Größendarstellung eine empfohlene Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentieren. So kann ein Kleiner-werden der Darstellung des virtuellen Fahrzeugs eine Aufforderung an den Fahrer des realen Fahrzeugs sein, die Fahrgeschwindigkeit zu erhöhen, während ein Größerwerden der Darstellung des virtuellen Fahrzeugs eine Aufforderung an den Fahrer repräsentieren kann, vom Gas zu gehen oder zu bremsen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Schritt des Ermittelns der Daten zum Navigieren auf der Basis von Warnungen und/oder Informationen eines Fahrsicherheitssystems erfolgen. Die Warnungen und/oder Informationen können basierend auf den Fahrzeugsensordaten und/oder den Straßenkarteninformationen und/oder der Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs durch das Fahrsicherheitssystem bereitgestellt werden. Bei dem Fahrsicherheitssystem kann es sich um ein Fahrerassistenzsystem wie z. B. ABS oder ESP handeln. Es ergibt sich dabei ein Vorteil aus zwei unterschiedlichen Aspekten. Zum einen können z. B. Warnungen an den Fahrer über eine geeignete Aktion des virtuellen Fahrzeugs auf unmittelbare Weise an den Fahrer des Fahrzeugs übergeben werden. Zum anderen kann das Fahrsicherheitssystem durch die Aktion des virtuellen Fahrzeugs eine mögliche analoge Aktion des Fahrers besser vorhersehen und unter Umständen entsprechende Befehle an Sicherheitseinrichtungen ausgeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können in dem Schritt des Empfangens von Fahrstildaten die Fahrstildaten zumindest einen Längsbeschleunigungswert oder einen Längsverzögerungswert, einen Querbeschleunigungswert und/oder eine Reaktionszeit umfassen. Die Reaktionszeit kann durch eine Verzögerungszeit zwischen einem Ausgeben der Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs an das Anzeigesystem und einer zu erwartenden Aktion durch einen Fahrer des Fahrzeugs ermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Auswählens des zu verwendenden Fahrstils aus einer Gruppe von verfügbaren Fahrstilen aufweisen. Die Gruppe von verfügbaren Fahrstilen kann zumindest einen umsichtigen Fahrstil, einen normalen Fahrstil, einen sportlichen Fahrstil, einen sparsamen Fahrstil, einen persönlichen Fahrstil und/oder einen spezifischen Fahrstil aufweisen. Dabei kann der persönliche Fahrstil aus Fahrzeugsensordaten und/oder Navigationssensordaten von vorhergehenden Fahrten ermittelt werden und der spezifische Fahrstil zumindest einer Umweltbedingung einer Fahrt des Fahrzeugs zugeordnet sein. Das Angebot der Auswahl des persönlichen Fahrstils hat den Vorteil von mehr Selbstbestimmung für den Fahrer, da er seinem eigenen Fahrmuster anstelle eines fremdvorgegebenen folgen kann. Bei den vorhergehenden Fahrten kann es sich um abgeschlossene Fahrten zwischen einem Ausgangsort und einem Reiseziel oder um zurückliegende Fahrtabschnitte einer Fahrt handeln. Der spezifische Fahrstil kann dadurch gekennzeichnet sein, dass er z. B. auf bestimmte ungünstige Wetterbedingungen, die durch die Fahrzeugsensoren erfasst werden können, ausgelegt ist. Beispielsweise kann ein auf eine vereiste Fahrbahn ausgelegter spezifischer Fahrstil mittels der Anzeigeweise des virtuellen Fahrzeugs vorgeben, dass Kurven langsam durchfahren werden und durch rechtzeitig beginnende Geschwindigkeitsverringerung ein abruptes Abbremsen vermieden wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Auswählens des zu verwendenden Fahrstils das Auswählen über eine manuelle Benutzerschnittstelle erfolgen. Bei der manuellen Benutzerschnittstelle kann es sich um die Tastatur eines Navigationssystems handeln. Zum Beispiel kann ein Fahrer eines Fahrzeugs durch Betätigen einer Taste an dem Navigationssystem einen bestimmten Fahrstil auswählen. Dies bietet für den Benutzer des Navigationssystems den Vorteil, zu einem von ihm gewählten Zeitpunkt seine Wünsche bzw. Bedürfnisse in die Routenführung mit einzubeziehen. So kann es sich um den Wunsch nach sportlichem Fahren oder das Bedürfnis handeln, den eigenen Fahrstil an ungünstige Wetterbedingungen anzupassen.
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Beispielsweise können in dem Schritt des Empfangens von Fahrstildaten die Fahrstildaten für den umsichtigen Fahrstil, den normalen Fahrstil, den sportlichen Fahrstil sowie den sparsamen Fahrstil vordefinierte Fahrstildaten sein, die den Fahrstildaten jeweils zugeordnete Fahrzeugsensorparameter aufweisen. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Adaptierens der einem Fahrstil zugeordneten Fahrzeugsensorparameter umfassen. In dem Schritt des Adaptierens können für einen ausgewählten Fahrstil die zugeordneten Fahrzeugsensorparameter auf eine Fahrweise des Fahrers des Fahrzeugs individuell eingestellt werden. Beispielsweise kann der umsichtige Fahrstil dadurch charakterisiert sein, dass die Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs insbesondere durch Warn- oder Hinweisschilder beeinflusst wird. So kann z. B. bei Erfassung eines Schildes, das auf eine Schule im Umfeld hinweist, die Fahrgeschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs auf unterhalb der vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit reduziert werden. Der sportliche Fahrstil kann z. B. dadurch gekennzeichnet sein, dass die zugeordneten Fahrzeugsensorparameter auf ein schnelleres Durchfahren von Kurven ausgelegt sind, als es z. B. bei dem normalen Fahrstil der Fall wäre. Der Schritt des Adaptierens bietet den Vorteil, dass für den Fahrer ein stimmiges Fahrgefühl entstehen kann, da er die Möglichkeit hat, einem zwar vorgegebenen Fahrstil den eigenen Stempel aufzudrücken.
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Vorteilhafterweise kann im Schritt des Ausgebens der Daten zum Navigieren unter Verwendung des sparsamen Fahrstils ein Anzeigen eines Zeitpunkts einer empfohlenen Gangschaltung mit Hilfe des anzuzeigenden virtuellen Fahrzeugs erfolgen. Der Zeitpunkt der empfohlenen Gangschaltung kann aus den Fahrzeugsensordaten und/oder den Straßenkarteninformationen ermittelt werden. Dies ermöglicht ein Anzeigen eines günstigen Schaltzeitpunktes für den Gangwechsel, so dass der sparsame Fahrstil effizient umgesetzt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Ermittelns der Daten zum Navigieren einer aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen persönlichen Fahrstilen berücksichtigt werden. Dabei kann ein persönlicher Fahrstil einen individuellen Fahrstil eines Fahrers aus einer Mehrzahl von möglichen Fahrern des Fahrzeugs repräsentieren. In dem Schritt des Ermittelns der Daten zum Navigieren können für unterschiedliche persönliche Fahrstile bei sonst gleichen Fahrzeugsensordaten und Straßenkarteninformationen unterschiedliche Daten zum Navigieren ermittelt werden. Voraussetzung für diese Ausführungsform ist das Vorhandensein eines beschreibbaren Speichers in dem System, in dem die unterschiedlichen persönlichen Fahrstile abgelegt werden können. Nachdem er sich gegenüber dem Navigationssystem des Fahrzeugs identifiziert hat, kann der individuelle Fahrer seinen eigenen persönlichen Fahrstil prägen und/oder auswählen. So können mehrere Personen dasselbe System nutzen, ohne auf ihre persönlichen Präferenzen verzichten zu müssen.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Bei dem Steuergerät kann es sich z. B. um eine Navigationsgerät oder einen Teil eines Navigationsgeräts handeln.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
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2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren.
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Gleiche oder ähnliche Elemente können in den Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein, wobei auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können. Weiterhin ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung unter Verwendung von unterschiedlichen Maßen und Dimensionen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Maße und Dimensionen eingeschränkt zu verstehen ist. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal/Schritt und einem zweites Merkmal/Schritt, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal/den ersten Schritt als auch das zweite Merkmal/den zweiten Schritt und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal/Schritt oder nur das zweite Merkmal/Schritt aufweist.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Navigationssystem 100, Navigationssensoren 110, Fahrzeugsensoren 120, Umfeldsensoren 130, eine digitale Straßenkarte 140, eine Benutzereingabeschnittstelle 150, ein Schreib-Lese-Speicher 160, ein Fahrsicherheitssystem 170, eine Steuerung 180 für ein virtuelles Fahrzeug und ein Anzeigesystem 190.
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Das Navigationssystem 100 kann in ein Fahrzeug installiert sein. Die Navigationssensoren 110 können beispielsweise Trägheitsnavigationssensoren sein, die Fahrzeugsensoren 120 können z. B. einen Entfernungsmesser, ein Gyrometer, usw. umfassen, die Umfeldsensoren 130 können unter anderem einen Temperatursensor und einen Regensensor umfassen. Die Navigationssensoren 110, die Fahrzeugsensoren 120 und die Umfeldsensoren 130 können Fahrzeugsensordaten 191 an das Navigationssystem 100 liefern. Die digitale Straßenkarte 140 übermittelt Straßenkarteninformationen 192 an das Navigationssystem 100. Die Benutzereingaben 150 können z. B. über eine Benutzerschnittstelle von einem Fahrer des Fahrzeugs in das Navigationssystem eingegeben werden und einen von dem Fahrer gewählten Fahrstil kennzeichnen. Die Benutzerschnittstelle kann bidirektional sein, d. h. es können einerseits vom Fahrer Eingaben an das System gemacht werden und andererseits dem Fahrer die aktuelle Einstellung angezeigt werden. In dem Schreib-Lese-Speicher 160 können verschiedene, vordefinierte Fahrstile (insbesondere Informationen oder Daten zu diesen Fahrstilen), wie z. B. ein sparsamer Fahrstil oder ein sportlicher Fahrstil, abgelegt sein. Basierend auf einer Benutzereingabe 150, die einen Wunsch nach einem bestimmten Fahrstil kennzeichnet, können entsprechende Fahrstildaten 192 aus dem Schreib-Lese-Speicher 160 in das Navigationssystem 100 geladen werden. Umgekehrt können von dem Navigationssystem 100 Daten in den Schreib-Lese-Speicher 160 geschrieben werden, die beispielsweise einen persönlichen Fahrstil kennzeichnen. Aus den Fahrzeugsensordaten 191, den Straßenkarteninformationen 192, den Fahrstildaten 193 und der Benutzereingabe 150 können Navigationsinformationen ermittelt werden, die in die Steuerung 180 für das virtuelle Fahrzeug eingespeist werden. Die Navigationsinformationen können auch in das Fahrsicherheitssystem 170 gespeist werden. Bei dem Fahrsicherheitssystem 170 kann es sich zum Beispiel um ein ACC- oder ESP-System handeln. In der Steuerung 180 für das virtuelle Fahrzeug können Daten 194 zum Navigieren eines Fahrzeugs ermittelt und in Form von Daten für eine Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs an das Anzeigesystem 190 ausgegeben werden. Das Anzeigesystem 190 kann z. B. ein Head-Up-Display des Fahrzeugs sein. Auf diesem können die Daten 194 zum Navigieren eines Fahrzeugs in Form der Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs angezeigt werden. Über eine bidirektionale Schnittstelle zwischen dem Fahrsicherheitssystem 170 und der Steuerung 180 für das virtuelle Fahrzeug können sicherheitsrelevante Informationen bezüglich der Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs und damit einer Steuerung des tatsächlichen Fahrzeugs ausgetauscht werden.
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Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Systems setzt sich insbesondere aus dem handelsüblichen Navigationssystem 100 mit GPS, den Trägheitssensoren 120 und der digitalen Straßenkarte 140 zusammen. Mittels Zugriff auf zusätzliche Fahrzeugsensoren oder Komponenten wie beispielsweise eine Videokamera, das Getriebe, einen TMC-Empfänger, DAB-Kanäle, das Lenkrad, V2V- und/oder V2I-Kommunikationssysteme (V2V und V2I = Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation), usw. kann eine Kenntnis der Situation des Ego-Fahrzeugs verbessert werden. Bei dem Ego-Fahrzeug handelt es sich um das Fahrzeug des tatsächlichen Fahrers, nicht das des virtuellen Fahrers. Umfeldsensoren 130, z. B. Temperatur-, und/oder Regensensoren, etc. liefern Informationen über Wetterbedingungen.
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Das Navigationssystem 100 kann Straßenkarteninformationen 192 und Fahrzeuginformationen 191 in ADAS-Anwendungen 170 wie beispielsweise Warnsysteme, ACC, ESP, etc. einspeisen. Diese Anwendungen 170 sind mit der Komponente 180 verknüpft, die für die Kontrolle des virtuellen Fahrzeugs zuständig ist, und stellen Warnungen, Informationen über vorausfahrende Fahrzeuge, usw. bereit. Diese Verbindung kann bidirektional sein. Informationen über das Verhalten des virtuellen Fahrzeugs können von ADAS-Anwendungen 170 dazu verwendet werden, um Bewegungen des Ego-Fahrzeugs besser voraussehen zu können. Tatsächlich kann das Verhalten des virtuellen Fahrzeugs als eine Einschätzung der zukünftigen Aktionen betrachtet werden, die der Fahrer durchführen muss, um sein Fahrzeug zu kontrollieren.
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Der Benutzer kann verschiedene Informationen in das System einbringen: Identität, Fahrzeugtyp, usw., und kann den Fahrstil 193 des virtuellen Fahrzeugs auswählen.
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Zum Bestimmen des „eigenen” Fahrstils 193 werden Sensordaten 191 aufgezeichnet und verarbeitet. Um die unterschiedlichen Stile speichern zu können, ist ein beschreibbarer Speicher 160 erforderlich. Auf diesem Träger 160 können auch vordefinierte Stile gespeichert werden. Das Navigationssystem 100 greift auf die auf den ausgewählten Fahrstil 193 bezogenen Daten 193 zu und übermittelt diese an die Komponente 180, die für das Verarbeiten des Verhaltens des virtuellen Fahrzeugs zuständig ist.
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Die Steuerung des virtuellen Fahrzeugs kann in dem Navigationssystem 100 oder durch eine getrennte externe Anwendung 180 erfolgen. Sie erfordert die Kenntnis der vorausliegenden Straße, also deren Geometrie und Eigenschaften sowie Verkehrs-/Wetterbedingungen, etc., des Ego-Fahrzeugs, d. h. dessen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung und eines ausgewählten Fahrstils 193. Außerdem können, für den Fall, dass von dem Fahrer ein Reiseziel eingegeben wurde, Führungsinformationen bekannt sein). Basierend auf diesen Daten 150, 191, 192, 193 können sowohl die Geschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs als auch Befehle zum Aktivieren/Deaktivieren seiner Blinker und/oder Bremslichter berechnet werden. Sämtliche dieser Informationen werden beispielsweise jedes Mal aktualisiert, wenn eine neue Fahrzeugposition von dem Navigationssystem 100 bereitgestellt wird, und verwendet, um die Anzeige des virtuellen Fahrzeugs zu steuern. Blinker und Bremslichter werden gemäß den gegebenen Befehlen aktiviert. Die Entfernung zu dem virtuellen Fahrzeug wird dahingehend modifiziert, dass sie größer, beziehungsweise kleiner wird, für den Fall, dass seine Geschwindigkeit niedriger, beziehungsweise größer, als die des Ego-Fahrzeugs ist. Es werden Schwellenwertabstände definiert, um zu vermeiden, dass sich das virtuelle Fahrzeug scheinbar zu nahe an das Ego-Fahrzeug heran bewegt oder sich scheinbar zu weit von diesem weg bewegt. Wenn sich das virtuelle Fahrzeug außerhalb des durch die zwei Schwellenwertentfernungen definierten Bereichs befindet, oder für den Fall eines Systemausfalls, wird dem Fahrer eine Anzeige bereitgestellt, die besagt, dass das System nicht mehr aktiv ist. Das System wird auch dann deaktiviert, wenn das Ego-Fahrzeug einem anderen realen Fahrzeug folgt.
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Es ist dabei eine Definition von zwei Schwellwerten erforderlich, um den Bereich zu spezifizieren, in dem das vorstehend beschriebene System arbeiten kann. Diese zwei Schwellwerte können berechnet werden, indem die Straßenkartenkonfiguration, z. B. eine Kurve, die Sichttiefe und die darauf bezogene Geschwindigkeit des tatsächlichen Fahrzeugs in Betracht gezogen werden. Die Sichttiefe kann von einem geeigneten Sensor geschätzt werden. Somit kann das System, beispielsweise bei einer Nachtfahrtsituation mit Nebel, die Sichtweite in den Fahrstil einarbeiten. Ein Sensor kann die räumliche Tiefe erfassen, so dass das Fahrzeug dann mit einem Fahrverhalten angezeigt werden kann, das an die Sichtsituation angepasst ist.
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Das Verhalten des virtuellen Fahrzeugs hängt von dem aktuellen Ort, der aktuellen Geschwindigkeit und der aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs, von der vorausliegenden Straßengeometrie, z. B. Kurven, Steigungen, etc., von Straßeneigenschaften, z. B. Geschwindigkeitsbegrenzungen, etc. und von dem ausgewählten Fahrstil 193 ab. Ein Fahrstil 193 beinhaltet zumindest die folgenden Informationen: Längsbeschleunigungs- und/oder -verzögerungswerte, eine Querbeschleunigung) und eine Reaktionszeit. Die Querbeschleunigung dient dem Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit in Kurven, und die Reaktionszeit hilft bestimmen, wann die Bremslichter oder die Blinker des virtuellen Fahrzeugs einzuschalten sind. Unterschiedliche Werte für jeden dieser Parameter können gemäß unterschiedlichen Wetter- und/oder Lichtbedingungen, z. B. Regen, Schnee, Nebel, vereiste Fahrbahn oder Nacht bzw. Tag, und Straßenmerkmalen wie beispielsweise eine Krümmung oder Steigung, die Straßenklasse, etc. bestimmt werden.
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Die allgemeinen Fahrstile 193 können z. B. normales, umsichtiges, sportliches und sparsames Fahren sein und sind vordefinierte Stile, deren Parameterwerte feststehen. Jedoch können sie entsprechend den Fahrereigenschaften eingestellt werden. Zum Beispiel kann das Geschwindigkeitsniveau des umsichtigen Fahrstils 193 gemäß dem Fahrer und/oder der aktuellen Situation erhöht/herabgesetzt werden.
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Merkmale des „eigenen” Fahrstils 193 werden unter Zuhilfenahme von Statistikverfahren, z. B. Mittelungstechniken, aus den Aufzeichnungen der Navigationssensordaten 191 abgeleitet. Diese verändern sich mit dem Aufzeichnen neuer Sensordaten 191. Die aufgezeichneten Daten sollten zumindest Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Verzögerungs-, und Reaktionszeitwerte umfassen. Reaktionszeiten können geschätzt werden, indem die Verzögerung zwischen Warnungen oder Befehlen, die durch das Navigationssystem bereitgestellt werden, und der entsprechenden Aktion des Fahrers, z. B. Bremsen, berechnet wird. Die Querbeschleunigungswerte oder Lateralbeschleunigungswerte alat können erhalten werden, indem unter Verwendung der folgenden Formel die Geschwindigkeit mit der Straßenkrümmung verglichen wird: alat = v2·K, wobei v die Geschwindigkeit in m/s und K die Krümmung in 1/m ist.
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Für den Fall, dass mehrere Fahrer dasselbe Navigationssystem 100 in demselben oder in verschiedenen Fahrzeugen benutzen, kann für jedes Paar (Fahrer, Fahrzeug) ein Fahrstil 193 zu der Liste hinzugefügt werden.
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Der sparsame Fahrstil 193 beinhaltet nicht nur Beschleunigungs-/Verzögerungswerte 191, sondern auch ein Gangschaltmuster, das dahingehend entworfen ist, den Kraftstoffverbrauch im Falle eines Fahrzeugs mit Handschaltung zu verringern. Das Gangschaltmuster ist von der Steigung der Straße und der Geschwindigkeit abhängig. Es kann hinsichtlich einiger Fahrzeugcharakteristika variieren. Die Fahrzeugcharakteristika können den Fahrzeugtyp, das Fahrzeuggewicht sowie die Fahrzeugmotorisierung, z. B. Diesel, Benzin, hybrid, elektrisch, etc., umfassen. Eine Anzeige, wann eine Gangschaltung erfolgen sollte, wird mittels des virtuellen Fahrzeugs angezeigt.
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Als Anzeigesystem 190 kann der Bildschirm des Navigationsgeräts 100, ein Head-Up-Display oder eine aktive Windschutzscheibe verwendet werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als ein Verfahren 200 zum Ausgeben von Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs. In dem Verfahren 200 zur Auswahl von Fahrstilen bei einem Navigationssystem mit Verfolgung eines virtuellen Fahrzeugs können in einem Schritt 210 Fahrzeugsensordaten von Navigationssensoren, Fahrzeugsensoren und Umfeldsensoren an ein Navigationssystem eines Fahrzeugs übermittelt werden. In einem weiteren Schritt 220 können Straßenkarteninformationen, die einen Verlauf einer Straße repräsentieren, von einer digitalen Straßenkarte an das Navigationssystem übermittelt werden. Fahrstildaten, die eine Information über einen zu verwendenden Fahrstil des virtuellen Fahrzeugs aus einer Mehrzahl von möglichen Fahrstilen repräsentieren, können von einem Benutzer des Navigationssystems in einem Schritt 230 in das Navigationssystem eingegeben werden. Die Schritte 210, 220 und 230 können auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden. Basierend auf den Fahrzeugsensordaten, den Straßenkarteninformationen und den Fahrstildaten kann in einem Schritt 240 ein Ermitteln der Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs erfolgen. Der Schritt des Ermittelns 240 kann in einer Steuereinheit ausgeführt werden, die in das Navigationssystem integriert oder außerhalb des Navigationsgerätes angeordnet ist. Schließlich können in einem Schritt 250 die Daten zum Navigieren eines Fahrzeugs an ein Anzeigesystem ausgegeben werden. Dabei können die Daten zum Navigieren auf dem Anzeigesystem mit Hilfe eines virtuellen Fahrzeugs angezeigt werden, wobei eine Fahrweise des virtuellen Fahrzeugs die Daten zum Navigieren repräsentiert.
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Die Erfindung kann in einem Navigationssystem angewendet werden und macht eine Einrichtung erforderlich, die ein Menü, Knöpfe, ein Spracherkennungssystem, oder ähnliches umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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