DE102011077945A1 - Method for updating digital card used by navigation system of vehicle, involves updating generalization plane of digital card if object is represented by nodes by updating attribute of nodes based on information and reference elements - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aktualisierung einer in mehreren Generalisierungsebenen strukturierten digitalen Karte, die beispielsweise von einem Informationssystem eines Fahrzeugs genutzt werden kann.The present invention relates to a method and a device for updating a digital map structured in several generalization levels that can be used, for example, by an information system of a vehicle.
Navigationssysteme verwenden Karteninformationen zur Routenberechnung. Um eine Route möglichst exakt berechnen zu können ist eine fortlaufende Aktualisierung der Karteninformation erforderlich. Navigation systems use map information for route calculation. In order to be able to calculate a route as accurately as possible, a continuous updating of the map information is required.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Aktualisierung einer in mehreren Generalisierungsebenen strukturierten digitalen Karte, weiterhin eine Vorrichtung, die 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.Against this background, the present invention provides a method for updating a digital map structured in several generalization levels, furthermore a device which uses this method and finally a corresponding computer program product according to the independent patent claims. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Navigationssysteme verwenden für die Routensuche eine statische Karte und aktuelle Verkehrsinformationen, um die voraussichtliche Reisezeit zu berechnen. Erfindungsgemäß werden auch Informationen über Reisezeiten eingesetzt, die beispielsweise von einem Navigationssystem auf einem Straßensegment ermittelt werden. Eine solche „gelernte“ Reisezeit kann für eine genauere Vorhersage von Reisezeiten eingesetzt werden. Somit wird erfindungsgemäß ausgenutzt, dass Navigationssysteme in der Lage sind, Streckenattribute dynamisch zu ändern.Navigation systems use a static map and up-to-date traffic information to calculate the expected travel time for the route search. According to the invention, information about travel times is used, which are determined, for example, by a navigation system on a road segment. Such a "learned" travel time can be used for a more accurate prediction of travel times. Thus, according to the invention, navigation systems are able to dynamically change route attributes.
Für verschiedene Funktionen im Navigationsgerät ist es Stand der Technik, die Kartendaten auf verschiedenen Generalisierungsebenen in unterschiedlicher Detaillierung zu speichern. Generalisierung ist dabei eine Möglichkeit, die Berechnung der „optimalen“ Route unter gegebenen Rahmenbedingungen zu vereinfachen. In der detailreichsten Ebene sind alle bekannten Straßen enthalten. In Ebenen mit höhere Generalisierungsstufen sind, je nach Wichtigkeitskriterium, gewisse Straßen und Straßenkreuzungen nicht mehr verfügbar und es werden mehrere kleine Straßensegmente zu größeren zusammengefasst. Zum Beispiel können die Wohngebietsstraßen weggelassen werden oder es sind nur noch Autobahnen erhalten. Die verschiedenen Ebenen sind verknüpft über Verbindungen, die in den betroffenen Ebenen vorhanden sind. Normalerweise werden solche Verbindungen realisiert an Straßenkreuzungen. Die Konsistenz der Daten zwischen den verschiedenen Ebenen, also sich entsprechende Werte, und die Integrität der Verbindungen ist für die meisten Applikationen von hoher Bedeutung. Deshalb müssen bei Änderung von Daten auf einer Ebene gegebenenfalls auch Daten auf anderen Ebenen und die Verknüpfungen zwischen den Ebenen angepasst werden.For various functions in the navigation device, it is state of the art to store the map data at different generalization levels in different detailing. Generalization is one way to simplify the calculation of the "optimal" route under given conditions. The most detailed level contains all known streets. In levels with higher generalization levels, depending on the importance criterion, certain roads and intersections are no longer available and several smaller road segments are grouped together to form larger ones. For example, the residential streets can be omitted or only highways are preserved. The different levels are linked by connections that exist in the affected levels. Normally such connections are realized at intersections. The consistency of the data between the different levels, ie corresponding values, and the integrity of the connections is very important for most applications. Therefore, when changing data on one level, it may be necessary to adjust data at other levels and the links between levels.
Erfindungsgemäß kann in einem „lernenden“ Navigationssystem das gesammelte Wissen auf Relevanz für die verschiedenen Generalisierungsebenen geprüft und gegebenenfalls so generalisiert werden, dass es auf den relevanten Ebenen verfügbar ist. Dadurch kann das gesammelte Wissen auf den für ein Navigationssystem relevanten Generalisierungsebenen zur Verfügung stehen. Um dies zu ermöglichen, wird das gelernte Wissen nach Abschluss des Lernvorgangs auf Relevanz für verschiedene Generalisierungsebenen überprüft.According to the invention, in a "learning" navigation system, the knowledge collected can be checked for relevance for the various levels of generalization and, if appropriate, generalized such that it is available at the relevant levels. As a result, the collected knowledge can be available on the generalization levels relevant for a navigation system. In order to make this possible, the knowledge acquired after completing the learning process is checked for relevance to different generalization levels.
Somit ist gelerntes Wissen auf allen für die Navigation wichtigen Generalisierungsebenen verfügbar und kann performant in die Navigationsfunktionalitäten, wie z. B. eine Routenberechnung, eingebunden worden.Thus, learned knowledge is available on all navigation levels important for generalization and can performant in the navigation functionality, such. As a route calculation has been involved.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Aktualisierung einer digitalen Karte, in der Objekte in unterschiedlichen Generalisierungsebenen abgelegt sind, das die folgenden Schritte umfasst:
Aktualisieren einer ersten Ebene der digitalen Karte, indem ein Attribut eines ersten Elements, das ein Objekt in der ersten Ebene darstellt, basierend auf einer dem Objekt zugeordneten Information aktualisiert wird;
Prüfen, ob das Objekt von einem weiteren Element in einer weiteren Generalisierungsebene der digitalen Karte dargestellt wird, wobei das weitere Element von zumindest einem Bezugselement der ersten Ebene oder der weiteren Generalisierungsebene abhängig ist; und
Aktualisieren der weiteren Generalisierungsebene der digitalen Karte, wenn das Objekt von dem weiteren Element dargestellt wird, indem ein Attribut des weiteren Elements basierend auf der Information und dem zumindest einem Bezugselement aktualisiert wird.The present invention provides a method for updating a digital map in which objects in different generalization levels are stored, comprising the following steps:
Updating a first level of the digital map by updating an attribute of a first element representing an object in the first level based on information associated with the object;
Checking that the object is represented by another element in a further generalization plane of the digital map, the further element being dependent on at least one reference element of the first level or the further generalization level; and
Updating the further generalization level of the digital map when the object is presented by the further element by updating an attribute of the further element based on the information and the at least one reference element.
Das Verfahren kann beispielsweise von einem Informationssystem oder Navigationssystem eines Fahrzeugs oder generell von einer Vorrichtung zur Aktualisierung von Kartendaten ausgeführt werden. Die digitale Karte kann in Form eines Datensatzes vorliegen. Die Karte kann Informationen über ein sich innerhalb eines durch die digitale Karte abgebildeten Gebiets befindlichen realen Wegenetz oder Straßennetz umfassen. Das Objekt kann einen Abschnitt oder ein Segment, beispielsweise eines solchen Netzes darstellen. Insbesondere kann das Objekt eine Kreuzung oder Verbindung zumindest zweier Straßen oder einen Abschnitt einer Straße darstellen. Eine Kreuzung oder Verbindung kann in der Karte als Knoten dargestellt sein. Ein Abschnitt kann als Kante dargestellt sein. Eine Kante kann zwischen zwei Knoten angeordnet sein oder lediglich mit einem Knoten verbunden sein. Jedem Element der Karte kann ein Attribut zugeordnet sein. Das Attribut kann beispielsweise eine dem Element zugeordnete Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeit, Wartezeit oder Streckenlänge oder einen zugeordneten Straßentyp darstellen. Die in der Karte enthaltenen Informationen, also die Elemente im Zusammenhang mit den zugeordneten Attributen, können genutzt werden, um eine Route zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt zu berechnen. Auch können die in der Karte enthaltenen Informationen für eine graphische Darstellung eines Straßennetzes oder ähnlichem genutzt werden. Bei der Aktualisierung eines Attributs kann ein Wert oder eine Größe des Attributs geändert werden. In der ersten Ebene kann das von der Karte abgebildete Gebiet in einer feineren Auflösung als in der weiteren Generalisierungsebene abgebildet werden. Somit kann ein Element, das von der ersten Ebene umfasst ist, von der weiteren Generalisierungsebene nicht umfasst sein. Auch können mehrere Elemente, die von der ersten Ebene umfasst sind, von der weiteren Generalisierungsebene als ein gemeinsames Element umfasst sein. Ein solches gemeinsames Element kann dann von mehreren Bezugselementen abhängig sein. Von einer Generalisierungsebene umfasst sein, kann somit bedeuten, dass das entsprechende Element in der Generalisierungsebene dargestellt wird oder bei einer auf der Generalisierungsebene ablaufenden Routenberechnung berücksichtigt wird. Die Karte kann eine Vielzahl von Generalisierungsebenen umfassen, die sich jeweils in ihrer Auflösung unterscheiden. Die erste Ebene kann als erste Ebene der Wissensergänzung gesehen werden. Dabei kann es sich um die detailreichste Ebene handeln, in der keine Generalisierung vorliegt.The method may, for example, be carried out by an information system or navigation system of a vehicle or in general by a device for updating map data. The digital map can be in the form of a data record. The card can have information about one encompassing a real road network or road network within an area imaged by the digital map. The object may represent a section or a segment, for example of such a network. In particular, the object may represent an intersection or connection of at least two roads or a section of a road. An intersection or connection may be represented as a node in the map. A section can be represented as an edge. An edge may be located between two nodes or connected only to a node. Each element of the map can be assigned an attribute. The attribute may, for example, represent a vehicle speed, travel time, waiting time or route length assigned to the element or an assigned road type. The information contained in the map, that is, the elements associated with the associated attributes, can be used to calculate a route between a starting point and a destination point. Also, the information contained in the map can be used for a graphic representation of a road network or the like. When updating an attribute, a value or size of the attribute can be changed. In the first level, the area imaged by the map can be imaged in a finer resolution than in the further generalization plane. Thus, an element encompassed by the first level may not be encompassed by the further level of generalization. Also, a plurality of elements included in the first level may be included in the further generalization level as a common element. Such a common element can then be dependent on several reference elements. Being covered by a generalization level can therefore mean that the corresponding element is displayed in the generalization level or is taken into account in a route calculation that takes place at the generalization level. The map can include a variety of generalization levels, each differing in their resolution. The first level can be seen as the first level of knowledge supplementation. It can be the most detailed level without generalization.
Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Ebene eine Generalisierungsebene sein. Vor der Ergänzung dieser Generalisierungsebene können in vorangegangenen Schritten bereits weitere Generalisierungsebenen ergänzt worden sein. Auf diese Weise können nach und nach alle Ebenen der digitalen Karte aktualisiert werden. According to one embodiment, the first level may be a generalization level. Prior to supplementing this level of generalization, further levels of generalization may have been added in previous steps. In this way, all levels of the digital map can be gradually updated.
Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Ebene detailreicher als die weitere Generalisierungsebene sein. Somit ist eine Aktualisierung von „Unten nach Oben“ möglich. Dabei werden die ersten Änderungen in der detailreichsten Ebene durchgeführt und danach generalisiert. Prinzipiell ist es auch anders herum denkbar, d.h., dass die weitere Generalisierungsebene detailreicher als die erste Ebene ist. In diesem Fall handelt es sich bei der ersten Ebene ebenfalls um eine Generalisierungsebene. Somit kann die weitere Generalisierungsebene detailreicher als die erste Ebene sein. Dabei kann die erste Ebene eine generalisierte Ebene sein, wobei eine detailreichere Ebene aktualisiert wird.According to one embodiment, the first level may be more detailed than the further generalization level. Thus, an update from "bottom to top" is possible. The first changes are made in the most detailed level and then generalized. In principle, it is also conceivable the other way round, that is, that the further generalization level is more detailed than the first level. In this case, the first level is also a generalization level. Thus, the further generalization level can be more detailed than the first level. The first level may be a generalized level, with a more detailed level being updated.
Die Information kann Daten repräsentieren, die auf Fahrdaten basieren, die während zumindest einer Fahrt zumindest eines Fahrzeugs in einem durch die digitale Karte abgebildeten Gebiets bestimmt wurden. Dabei kann es sich um das Fahrzeug handeln, in dem das erfindungsgemäße Verfahren umgesetzt wird oder um ein Fremdfahrzeug handeln. Auf diese Weise können die vorhandenen Kartendaten fortlaufend mit neuen Daten aktualisiert werden. Die Fahrdaten können über eine geeignete interne oder externe Schnittstelle empfangen werden.The information may represent data based on driving data determined during at least one trip of at least one vehicle in an area imaged by the digital map. This can be the vehicle in which the method according to the invention is implemented or a foreign vehicle. In this way, the existing map data can be continuously updated with new data. The driving data can be received via a suitable internal or external interface.
Das Element kann ein Knoten oder eine Kante zwischen zwei Knoten sein. Handelt es sich bei dem Element um eine Kreuzung oder eine Abzweigung, so kann diese durch einen Knoten darstellt sein. Handelt es sich bei dem Element um einen Straßenabschnitt zwischen benachbarten Kreuzungen oder Abzweigungen, so kann der Straßenabschnitt durch eine Kante dargestellt werden.The element can be a node or an edge between two nodes. If the element is an intersection or a branch, it may be represented by a node. If the element is a road section between adjacent intersections or branches, the road section may be represented by an edge.
Beispielsweise kann das Element ein dritter Knoten sein, der zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten angeordnet ist. Im Schritt des Aktualisierens der weiteren Generalisierungsebene kann dann ein der weiteren Generalisierungsebene zugeordnetes Attribut einer, den ersten mit dem zweiten Knoten verbindenden, Kante aktualisiert werden, wenn der dritte Knoten von der weiteren Generalisierungsebene nicht umfasst ist. Dies kann der Fall sein, wenn das Objekt eine Kreuzung oder Abzweigung ist, die in der ersten Ebene als eigenes Element enthalten ist, in der weiteren Generalisierungsebene jedoch nur noch als Teil eines übergeordneten Streckenabschnitts dargestellt ist. Beispielsweise kann ein Element der weiteren Generalisierungsebene sowohl eine Kreuzung als auch einen mit der Kreuzung verbunden Straßenabschnitt umfassen, die in der ersten Ebene jeweils durch ein eigenes Element dargestellt sind. Auch wenn ein Objekt in der weiteren Generalisierungsebene nicht durch ein eigenes Element dargestellt ist, kann unter Nutzung der Fahrdaten dennoch dasjenige Element aktualisiert werden, dass sich auf das Objekt bezieht.For example, the element may be a third node located between a first node and a second node. In the step of updating the further generalization level, an attribute of the edge connecting the first generalization level to the first edge connecting to the second node can then be updated if the third node is not included in the further generalization level. This may be the case if the object is an intersection or branch that is contained in the first level as a separate element, but in the further generalization level is only shown as part of a parent section. For example, an element of the further generalization level may comprise both an intersection and a road section connected to the intersection, which are each represented by a separate element in the first plane. Even if an object in the further generalization level is not represented by a separate element, the element that relates to the object can still be updated using the travel data.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Ermittelns umfassen, in dem ermittelt wird, ob das Objekt von einem Element der ersten Ebene dargestellt ist. In einem Schritt des Einfügens kann das erste Element in die erste Ebene eingefügt werden, wenn das Objekt von keinem Element der ersten Ebene dargestellt ist.According to an embodiment, the method may comprise a step of determining in which it is determined whether the object is represented by a first-level element. In a step of pasting, the first element may be in the first level inserted if the object is not represented by any element of the first level.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung, insbesondere ein Navigationsgerät, die ausgebildet ist, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The present invention further provides a device, in particular a navigation device, which is designed to implement or implement the steps of the method according to the invention in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung 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 der Vorrichtung 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.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem, einem Computer entsprechenden Gerät ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is on a computer corresponding to a computer is also of advantage Device is running.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.
Somit kann das gesammelte Wissen auf die für ein Navigationssystem relevante Generalisierungsebenen zur Verfügung gestellt werden. Um dies zu ermöglichen wird das gelernte Wissen nach Abschluss des Lernvorgangs im Schritt
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beschreibt eine Ganglinie die Reisezeit auf einem Segment abhängig von der Tageszeit und Wochentag. Ganglinien können durch Reisezeitmessungen auf Segmenten selbst erlernt werden. Werden die Ganglinien auf Segmenten in der detailreichste Ebene gelernt, müssen die Ganglinien für die Segmente auf generalisierte Ebenen zusammengefasst werden. Hierzu wird, nachdem der Lernvorgang auf einem Segment abgeschlossen ist, überprüft, ob das Segment auch Teil von einem Segment auf einer höheren Generalisierungsebene ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Wissen im Schritt
Der Aufbau und die Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Ansatzes können in unterschiedlichen Varianten realisiert werden, die je nach Information, die gelernt wird, unterschiedlich sind. Lernende Navigationssysteme können auf der detailreichsten Kartenebene lernen. Es ist auch vorstellbar, Ganglinien auf abstrahierten Kartenebenen zu lernen.The structure and the modes of operation of the approach according to the invention can be realized in different variants, which are different depending on the information that is learned. Learner navigation systems can learn at the most detailed map level. It is also conceivable to learn hydrographs on abstracted map layers.
Werden linkbezogene Attribute gelernt, so werden diese auf die Links in höheren Generalisierungsebenen übertragen, wenn der Link in der höheren Generalisierungsebene als Link oder als Teil von einem Link auch existiert. Dies kann auch umgekehrt der Fall sein. So kann etwas auch „nach unten“ aufgeschlüsselt werden.If link-related attributes are learned, these are transferred to the links in higher generalization levels if the link in the higher generalization level also exists as a link or as part of a link. This can also be the case in reverse. So something can be broken down "down".
Sind die gelernten Attribute kreuzungsbezogen, so werden die Attribute auf Kreuzungen in höheren Generalisierungsebenen übertragen, wenn die Kreuzung in diesen Ebenen existieren. Ist eine Kreuzung in einer höheren Generalisierungsebenen durch Generalisierung entfallen und inhaltlich Bestandteil eines übergeordneten Links geworden, so werden soweit möglich die Attribute auf den übergeordneten Link übertragen.If the learned attributes are intersection-related, the attributes are transferred to intersections in higher generalization levels if the intersections exist in these planes. If an intersection in a higher generalization level has been omitted by generalization and has become part of a higher-level link, the attributes are transferred to the higher-level link as far as possible.
Erfindungsgemäß werden dynamische Informationen nicht zu einer Änderung der Gewichtung von einzelnen Kartenelementen eingesetzt. Stattdessen werden allgemeine Attribute eingesetzt. Das Verfahren zur Übernahme auf den verschiedenen Ebenen ist eine mögliche Realisierung des Verfahrens zum Übertragen des Wissens auf verschiedene Ebenen. According to the invention, dynamic information is not used to change the weighting of individual map elements. Instead, general attributes are used. The method of adoption at the various levels is one possible implementation of the method for transferring knowledge to various levels.
Somit kann der Nutzer in eine Bewertung der Generalisierungsebenen mit einbezogen und gebeten werden, einen von ggf. mehreren Übernahmevorschlägen zu bestätigen.Thus, the user may be included in an assessment of the generalization levels and asked to confirm one of several takeover suggestions, if any.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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