DE102010028113A1 - Method for determining segment consequence traveling time along road segment consequence for vehicle, involves adding segment traveling times into segment consequence to obtain segment consequence traveling time for driving target point - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeit entlang einer Fahrstrecke, insbesondere einer Fahrstrecke bestehend aus einer Folge von Straßensegmenten. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines derartigen Verfahrens sowie eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Fahrzeit.The present invention relates to a method for determining a travel time along a route, in particular a route consisting of a series of road segments. Furthermore, the invention relates to a computer program product for carrying out such a method and to a device for determining a travel time.
Aus der Verkehrstechnik ist die Erfassung von Fahrzeiten oder mittleren Geschwindigkeiten auf Straßenabschnitten in Abhängigkeit von der Tageszeit und von Wochentagen bekannt. Die erfassten Fahrzeiten werden üblicherweise als Mittelwerte in Zeitintervallen von z. B. 15 min zusammengefasst. Sie werden häufig als Ganglinien oder Fahrzeitprofile bzw. Geschwindigkeitsprofile bezeichnet und lassen sich dann tabellarisch weiterverarbeiten oder als Histogramm darstellen. Es sind auch bereits Navigationssysteme erhältlich, die solche Ganglinien bei der Berechnung von Routen berücksichtigen, damit zu bestimmten Tageszeiten stark belastete Straßen eher gemieden werden.From traffic engineering the detection of travel times or average speeds on road sections depending on the time of day and days of the week is known. The detected travel times are usually used as mean values at time intervals of z. B. 15 min summarized. They are often referred to as hydrographs or travel time profiles or velocity profiles and can then be further processed in tabular form or displayed as a histogram. There are also already available navigation systems that take into account such hydrographs in the calculation of routes, so that at certain times of day heavily loaded roads are rather avoided.
Navigationssysteme verwenden jedoch häufig hierarchisch gegliederte digitale Karten, die das gleiche Straßennetz auf verschiedenen Ebenen in unterschiedlichen Detaillierungsgraden und Netzdichten gespeichert haben. Auf den weniger detaillierten, stärker generalisierten Ebenen sind mehrere Straßensegmente einschließlich der sie verbindenden Kreuzungen zusammengefasst, wenn an diesen Kreuzungen nur minder bedeutenden Querstraßen abzweigen. Zweck dieser sogenannten Generalisierung ist eine Reduktion von Straßenabschnitten, die bei der Berechnung von Routen bewertet werden müssen, um den im Navigationssystem erforderlichen Rechenaufwand klein zu halten. Ein beispielhaftes Verfahren, hierarchische Kartendaten zur Verwendung in einem Navigationsgerät aufzubereiten, ist in der
Hierbei ergibt sich das Problem, dass Ganglinien, die erfasste Fahrzeiten oder mittlere Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von z. B. der Tageszeit und von Wochentagen beschreiben, typischerweise nur für Straßensegmente vorliegen. Diese sind im Falle hierarchisch gegliederter digitaler Kartendaten den detaillierten unteren Hierarchieebenen zugeordnet, deren Verwendung bei der Berechnung längerer Routen einen hohen Rechenaufwand im Navigationsgerät mit sich bringt. Es ist daher wünschenswert, eine Berücksichtigung zeitabhängiger Streckenfahrzeiten für die Routenberechnung auch auf den oberen hierarchischen Ebenen zu ermöglichen.This results in the problem that hydrographs, the detected travel times or average speeds depending on z. As the time of day and days of the week, typically only exist for road segments. In the case of hierarchically structured digital map data, these are assigned to the detailed lower hierarchical levels whose use in the calculation of longer routes entails a high level of computation in the navigation device. It is therefore desirable to allow for the consideration of time-dependent route travel times for the route calculation also on the upper hierarchical levels.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Demgemäß vorgesehen ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Segmentfolgenfahrzeit entlang einer Folge von Straßensegmenten, die mindestens zwei aufeinanderfolgende Straßensegmente aufweist, als Funktion eines Einfahrzeitpunktes in die Straßensegmentfolge. Unter ”Straßensegmenten” sind hierbei Abschnitte befahrbarer Verkehrswege beliebiger Art zu verstehen, die nicht nur Straßen im engeren Sinn, sondern ohne Einschränkung z. B. auch unbefestigte Wege, Fährstrecken usw. umfassen können. Zunächst wird für jedes der Straßensegmente ein zugehöriges Segmentfahrzeitprofil bereitgestellt, das eine Segmentfahrzeit entlang des betreffenden Straßensegments als Funktion eines Einfahrzeitpunkts in das Straßensegment angibt. In einem weiteren Schritt wird das Segmentfahrzeitprofil des ersten Straßensegments für den Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge evaluiert, um eine erste Segmentfahrzeit zu erhalten. Die erste Segmentfahrzeit wird zum Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge addiert, um einen Ausfahrzeitpunkt aus dem ersten Straßensegment zu erhalten, d. h. einen Zeitpunkt, zu dem die Fahrt entlang des ersten Straßensegments beendet ist. Anschließend wird das Segmentfahrzeitprofil des zweiten Straßensegments für den Ausfahrzeitpunkt aus dem ersten Straßensegment evaluiert, um eine zweite Segmentfahrzeit zu erhalten. Die erste und zweite Segmentfahrzeit werden addiert, um die Segmentfolgenfahrzeit für den Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge zu erhalten. Beispielsweise ergibt sich für den Fall, dass die Straßensegmentfolge über das erste und zweite Straßensegment hinaus keine weiteren Straßensegmente enthält, die Segmentfolgenfahrzeit unmittelbar aus der Addition der ersten und zweiten Segmentfahrzeit.Accordingly, there is provided a method of determining a segment following travel time along a sequence of road segments having at least two consecutive road segments as a function of an entry time into the road segment sequence. "Road segments" here are sections of traffic routes of any kind to understand that not only roads in the strict sense, but without limitation z. B. also unpaved roads, ferry routes, etc. may include. First, an associated segment travel time profile is provided for each of the road segments indicating a segment travel time along the particular road segment as a function of a break-in time in the road segment. In a further step, the segment travel time profile of the first road segment for the break-in time in the road segment sequence is evaluated in order to obtain a first segment travel time. The first segment travel time is added to the break-in time in the road segment sequence to obtain a departure time from the first road segment, i. H. a time when the drive along the first road segment is completed. Subsequently, the segment travel time profile of the second road segment for the departure time from the first road segment is evaluated to obtain a second segment travel time. The first and second segment travel times are added to obtain the segment following travel time for the break-in time in the road segment sequence. For example, in the event that the road segment sequence contains no further road segments beyond the first and second road segments, the segment following travel time results directly from the addition of the first and second segment travel times.
Da das zweite Straßensegment auf das erste Straßensegment folgt, entspricht der Ausfahrzeitpunkt aus dem ersten Straßensegment einem Einfahrzeitpunkt in das zweite Straßensegment, d. h. einem Zeitpunkt, zu dem die Fahrt entlang des zweiten Straßensegments beginnt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit, die korrekte Fahrzeit für die Segmentfolge insgesamt, basierend auf den Segmentfahrzeitprofilen der einzelnen Straßensegmente in Abhängigkeit vom Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge zu ermitteln. Dies ermöglicht z. B. einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung, mit geringem Rechenaufwand eine Routenberechnung auf einem hohen Generalisierungsniveau unter Verwendung der aggregierten Segmentfolgenfahrzeit durchzuführen und dabei die vom Fahrbeginnzeitpunkt abhängige Streckenfahrzeit entlang der Straßensegmentfolge zu berücksichtigen.Since the second road segment follows the first road segment, the departure time point from the first road segment corresponds to a time of entry into the second road segment, ie. H. a time at which the journey begins along the second road segment. The method according to the invention thus makes it possible to determine the correct travel time for the segment sequence as a whole, based on the segment travel time profiles of the individual road segments as a function of the time of entry into the road segment sequence. This allows z. B. a vehicle navigation device, with little computational effort to perform a route calculation at a high level of generalization using the aggregated segment sequence driving time and to take into account the dependent on the start of the driving time driving time along the road segment sequence.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt schafft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Segmentfolgenfahrzeit entlang einer Straßensegmentfolge, die ein erstes und ein zweites, darauffolgendes Straßensegment aufweist, als Funktion eines Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge. Beispielsweise kann die Vorrichtung ein Fahrzeugnavigationsgerät oder ein stationärer Rechner zur Aufbereitung hierarchisch gegliederter digitaler Kartendaten für Navigationssysteme sein. Ebenso können im Computerprogrammprodukt gespeicherte Anweisungen zur Ausführung auf einem geeigneten Computer, z. B. einem Personal Computer, oder/und zur Ausführung auf einer Navigationsvorrichtung in einem Fahrzeug geeignet sein.In a further aspect, the invention provides a computer program product for Execution of the method and a device for determining a segment sequence travel time along a road segment sequence having a first and a second, subsequent road segment, as a function of a retraction time in the road segment sequence. For example, the device may be a vehicle navigation device or a stationary computer for processing hierarchically structured digital map data for navigation systems. Similarly, instructions stored in the computer program product for execution on a suitable computer, e.g. As a personal computer, and / or suitable for execution on a navigation device in a vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Straßensegmentfolge eine Vielzahl von n aufeinanderfolgenden Straßensegmenten auf. Hierin bedeutet n die Zahl 3 oder eine größere natürliche Zahl. Vorgesehen sind ein Schritt des Ermittelns, jeweils für das zweite bis n-te Straßensegment, einer zugehörigen Segmentfahrzeit durch Evaluieren des zugehörigen Segmentfahrzeitprofils an einem Ausfahrzeitpunkt aus dem vorhergehenden Straßensegment, ein Schritt des Ermittelns, jeweils für das zweite bis n – 1-te Straßensegment, des zugehörigen Ausfahrzeitpunkts durch Addieren der zugehörigen Segmentfahrzeit zum Ausfahrzeitpunkt aus dem vorhergehenden Straßensegment sowie ein Schritt des Ermittelns der Segmentfolgenfahrzeit für den Einfahrzeitpunkt in die Straßensegmentfolge durch Summieren der Segmentfahrzeiten der Vielzahl der Straßensegmente. Dies ermöglicht eine effiziente rekursive Bestimmung der zeitabhängigen Streckenfahrzeit für Fahrstrecken, die aus einer beliebig großen, endlichen Zahl von Streckensegmenten zusammengefügt sind. Somit kann z. B. auch bei der Routenbestimmung auf einem sehr hohen Generalisierungsniveau einer digitalen Karte die zeitabhängige Streckenfahrzeit korrekt berücksichtigt werden.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the road segment sequence has a multiplicity of n consecutive road segments. Here n is the number 3 or a larger natural number. A step of determining, for each of the second to nth road segments, an associated segment travel time by evaluating the associated segment travel time profile at an extension time from the preceding road segment, a step of determining, for the second to n-1-th road segment, respectively, is provided the associated departure time by adding the corresponding segment travel time to the departure time from the previous road segment and a step of determining the segment sequence travel time for the break-in time in the road segment sequence by summing the segment travel times of the plurality of road segments. This enables efficient recursive determination of the time-dependent route travel time for routes that are composed of an arbitrarily large, finite number of route segments. Thus, z. B. the route determination on a very high level of generalization of a digital map, the time-dependent distance travel time are correctly taken into account.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die Segmentfolgenfahrzeit entlang der Straßensegmentfolge für eine Vielzahl von Einfahrzeitpunkten in die Segmentfolge ermittelt, um ein Segmentfolgenfahrzeitprofil der Segmentfolge zu erhalten. Dies ermöglicht z. B. aus vorhandenen Fahrzeitprofilen für eine niedrige Generalisierungsebene einer digitalen Karte, d. h. den Segmentfahrzeitprofilen, das Segmentfolgenfahrzeitprofil als ein korrespondierendes Fahrzeitprofil für eine höhere Generalisierungsebene derselben Karte abzuleiten. Auf diese Weise können z. B. Fahrzeitprofile für jede Generalisierungsebene einer digitalen Karte bei der Entwicklung oder Aufbereitung der Karte berechnet und mit den digitalen Kartendaten abgespeichert werden, sodass der Rechenaufwand bei der Routenberechnung im Navigationssystem weiter gesenkt werden kann. Vorzugsweise sind die Fahrbeginnzeitpunkte gleichmäßig beabstandet, z. B. mit einer gleichen zeitlichen Rasterung, wie die die Segmentfahrzeitprofile, um eine besonders kompakt speicherbare Beschreibung des zeitlichen Verlaufes der Segmentfolgenfahrzeit zu erhalten.According to a preferred refinement, the segment sequence travel time along the road segment sequence for a plurality of break-in times in the segment sequence is determined in order to obtain a segment sequence travel time profile of the segment sequence. This allows z. B. from existing travel time profiles for a low level of generalization of a digital map, d. H. the segment travel time profiles to derive the segment tracking time profile as a corresponding travel time profile for a higher generalization level of the same map. In this way, for. B. travel time profiles for each generalization level of a digital map in the development or processing of the map are calculated and stored with the digital map data, so that the computational effort in the route calculation in the navigation system can be further reduced. Preferably, the driving start times are evenly spaced, z. B. with a same temporal screening as the segment travel time profiles to obtain a particularly compact storable description of the time course of the segment sequence travel time.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens sind weiterhin Schritte des Festlegens einer Vielzahl aufeinanderfolgender Zeitintervalle und des Berechnens, für jedes Zeitintervall, eines Mittelwerts der Segmentfolgenfahrzeit für im jeweiligen Zeitintervall liegende Werte des Einfahrzeitpunktes in die Segmentfolge vorgesehen. Auf diese Weise wird der bei der Ableitung des Segmentfolgenfahrzeitprofils aus den Segmentfahrzeitprofilen entstehende Berechnungsfehler minimiert. Vorzugsweise weisen die Zeitintervalle eine gleiche Länge auf.According to a preferred development of the method, further steps are provided for defining a plurality of successive time intervals and calculating, for each time interval, an average of the segment sequence travel time for values of the retraction time in the segment sequence lying in the respective time interval. In this way, the calculation error arising from the derivation of the segment sequence travel time profile from the segment travel time profiles is minimized. Preferably, the time intervals have an equal length.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eines der Segmentfahrzeitprofile durch eine Vielzahl von Segmentfahrzeitmittelwerten für jeweils in einem der Zeitintervalle liegende Werte des Einfahrzeitpunkts in das zugehörige Straßensegment definiert. Dies hat den Vorteil, dass das Segmentfolgenfahrzeitprofil mit einer gleichartigen Datenstruktur wie das mindestens eine Segmentfahrzeitprofil abspeicherbar ist, sodass die Routenberechnung z. B. im Navigationsgerät besonders einfach erfolgen kann.According to a preferred refinement, at least one of the segment travel time profiles is defined by a multiplicity of segment travel time average values for values of the entry time point in each of the time intervals into the associated road segment. This has the advantage that the segment sequence travel time profile with a similar data structure as the at least one segment travel time profile can be stored, so that the route calculation z. B. in the navigation device can be done very easily.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung deckt die Vielzahl der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle einen sich zyklisch wiederholenden Zeitraum ab. Auf diese Weise ist das Segmentfolgenfahrzeitprofil zeitlich unbegrenzt verwendbar und kompakt abspeicherbar.According to a preferred embodiment, the multiplicity of successive time intervals covers a cyclically repeating period. In this way, the segment sequence travel time profile can be used indefinitely and compactly stored.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst weiterhin einen Empfänger zum drahtlosen Empfang mindestens eines Segmentfahrzeitprofils. Dies ermöglicht einem mobilen Fahrzeugnavigationsgerät, aktuelle Verkehrsdaten zu empfangen, die ein oder mehrere aktuelle Segmentfahrzeitprofile enthalten, sodass aus diesen und ggf. weiteren im Fahrzeugnavigationsgerät gespeicherten Segmentfahrzeitprofilen ein auf einem höheren Generalisierungsniveau zur Routenplanung verwendbares aktuell gültiges Segmentfolgenfahrzeitprofil ableitbar ist.A preferred embodiment of the device according to the invention further comprises a receiver for wireless reception of at least one segment travel time profile. This allows a mobile vehicle navigation device to receive up-to-date traffic data containing one or more current segment travel time profiles, so that from these and possibly further segment travel time profiles stored in the vehicle navigation device a current segmentation travel time profile that can be used at a higher generalization level for route planning can be derived.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügter Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:The present invention will be explained below with reference to preferred embodiments and attached figures. In the figures show:
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless indicated otherwise.
Die digitalen Kartendaten
Ferner umfassen die digitalen Kartendaten
Im Speicher
Hierin bezeichnet t einen Zeitpunkt innerhalb eines sich zyklisch wiederholenden Zeitbereiches (z. B. einer Woche oder eines Tages). Alle folgenden Rechnungen mit t erfolgen implizit modulo der Anzahl von Zeiteinheiten (z. B. Sekunden innerhalb des Zeitbereichs), sodass dieser Zeitbereich nie verlassen wird. Die Funktionen f1 und f2 sind Treppenfunktionen mit geeignet festgelegter konstanter Treppenbreite T.
Die Fahrzeugnavigationsvorrichtung
Im Speicher
Weiterhin weist die Fahrzeugnavigationsvorrichtung
Die Mittel
Die sequenzielle Auswertung der Fahrzeitprofile f1 und f2 ergibt somit die Funktion l(t) = f(t) + g(t + f(t)), welche die korrekte Reisezeit für das sequenzielle Befahren der Straßensegmente
Die Mittel
Die Generalisierung für mehr als zwei Straßensegmentprofile ergibt sich induktiv. Für drei zufällig generierte Straßensegmentprofile f1, f2, f3 aufeinanderfolgender Straßensegmente, die als Beispiel in
In alternativen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind die Mittel
In Schritt
In Schritt
In Entscheidungsschritt
In Entscheidungsschritt
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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