DE102011077948A1

DE102011077948A1 - Verfahren zum Bereitstellen von Fahrempfehlungen, Navigationsgerät

Info

Publication number: DE102011077948A1
Application number: DE102011077948A
Authority: DE
Inventors: Andreas Vogel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-12-27
Also published as: CN102842242A; ITMI20121051A1; CN102842242B; FR2977024A1; FR2977024B1

Abstract

Bei einem zum Einsatz in einer Navigationseinrichtung eines Fahrzeugs vorgesehenen Verfahren zum Bereitstellen von Fahrempfehlungen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine digitale Straßenkarte (1) verwendet wird, in der die Straßengeometrie wenigstens für einen Abschnitt der Straße zweidimensional aufgelöst als digitale Straßenfläche abgebildet ist. Während diese in der Karte (1) gespeicherten Daten (2) zur Ortung (4) des Fahrzeugs innerhalb der digitalen Straßenflächen herangezogen werden, wird mittels weiterer, in der Karte (1) gespeicherter und/oder aktueller situationsbezogener Daten ein innerhalb der digitalen Straßenflächen verlaufender optimaler Fahrweg ermittelt und zur Generierung (7) von verbesserten, von den Ortungsdaten (2) entkoppelten Fahrempfehlungen herangezogen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein zum Einsatz in einer Navigationseinrichtung eines Fahrzeugs vorgesehenes Verfahren zum Bereitstellen von Fahrempfehlungen, bei dem in einer digitalen Straßenkarte gespeicherte Daten zur Straßengeometrie einerseits zur Ortung des Fahrzeugs auf der Karte und andererseits zur Generierung von Fahrempfehlungen herangezogen werden. Zudem betrifft die Erfindung ein Navigationsgerät und ein Computerprogrammprodukt.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 101 46 744 A1 bekannt.
Die digitalen Straßenkarten, welche die Basis für heutige Navigationssysteme bilden, bestehen typischerweise aus Linien und Kurven, welche die wahre Straßengeometrie mehr oder weniger exakt abbilden. Es wird dabei meist versucht, die Fahrbahnmitte zu digitalisieren. Diese digitalen Informationen werden noch durch zusätzliche Attribute, z. B. Anzahl an Fahrstreifen, Straßentyp, angereichert.
Auf der Basis dieser Informationen wird die mit einem Ortungsverfahren gemessene aktuelle geographische Position in die digitale Straßenkarte projiziert (das so genannte Map Matching). Gleichzeitig werden aus diesen Informationen die Fahrempfehlungen generiert. Dabei sind die Fahrempfehlungen meist der Art, das optisch und akustisch angezeigt wird, wohin beziehungsweise auf welcher Fahrspur der Fahrer in einer Kreuzung abbiegen soll.
Die Digitalisierung der Straßen wird zunehmend genauer. Dieser Prozess wird zum Beispiel durch die Anforderungen der zukünftigen, stärker und autonomer als bisher in das Fahrgeschehen eingreifenden Fahrerassistenzsysteme ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) getrieben, die eine sehr genaue Digitalisierung benötigen. Durch diese exakteren Daten mit höherer Auflösung wird sich die bisher eindimensionale digitale Straße in eine echte Fläche verwandeln. Kreuzungen sind dann nicht einfach nur Knotenpunkte, sondern Flächengebilde.
Durch Ortung beziehungsweise Map Matching kann dann festgestellt werden, wo sich das Fahrzeug innerhalb dieser digitalen Straßenfläche befindet, beziehungsweise ob und wenn ja in welche Richtung es sich bewegt. Mit immer besserer Sensorik/GNSS(Global Navigation Satellite Systems)/Video und ähnlichen Hilfsmitteln wird die Ortung in hochaufgelösten digitalen Karten immer besser durchführbar.
Andererseits sind auch für hochaufgelöste digitale Karten – wie beim aktuellen Stand der Digitalisierung – nur Fahrempfehlungen der Navigation in Form eines Aufzeigens derjenigen Straße in einer Kreuzung, in die abgebogen werden muss, vorgesehen. Eventuell wird noch angegeben, auf welche Fahrspur gewechselt werden sollte. Innerhalb der Begrenzungen dieser hochaufgelösten, zweidimensionalen Straßenflächen, beispielsweise in einem Kreisverkehr, darf sich das Fahrzeug – soweit es die vom Navigationsgerät ausgegebenen Fahrempfehlungen betrifft – bisher frei bewegen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die optimierte Verarbeitung der zuvor beschriebenen zweidimensionalen digitalen Straßenflächen, um die Qualität der durch eine Navigation zur Verfügung gestellten Fahrempfehlungen zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, das Navigationsgerät gemäß Anspruch 10 und das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen, in Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren ist, über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus, vorgesehen, dass eine digitale Straßenkarte verwendet wird, in der die Straßengeometrie wenigstens für eine Straße als zweidimensional aufgelöste digitale Straßenfläche abgebildet ist, wobei eine Position des Fahrzeugs innerhalb der digitalen Straßenfläche ermittelt wird, und wobei ein innerhalb der digitalen Straßenfläche verlaufender, an die jeweilige Situation angepasster Fahrweg digitalisiert und zur Generierung von Fahrempfehlungen herangezogen wird.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, ausgehend von den immer genauer erhobenen Daten zur Straßengeometrie, weitere, auf die Straßen-, Verkehrs-, oder Fahrzeugsituation bezogene Daten zur Ermittlung eines innerhalb der Grenzen der bisher frei befahrbaren digitalen Straße verlaufenden optimalen Fahrweges zu verwenden, der nicht einfach wie bisher nur die geometrisch möglichen Fahrwege abbildet, sondern von der Geometrie der Straßenränder nicht direkt abhängig ist. Mit dem optimalen, das heißt an die Situation angepassten, digitalisierten Fahrweg stehen damit zusätzliche Informationen zur Verfügung, die dann für die Generierung von Fahrempfehlungen, insbesondere für die Zielführung, benutzt werden. Es werden somit die Daten für die Ortung (Straßengeometrie und Straßenbegrenzungen) und die Daten für die Fahrempfehlungen (erhobener oder berechneter optimaler digitaler Fahrpfad) entkoppelt, um so die Qualität der durch eine Navigation zur Verfügung gestellten Fahrempfehlungen zu verbessern. Der optimierte Fahrweg kann mittels zusätzlicher, in der digitalen Karte gespeicherter Daten und/oder im Fahrzeug vorliegender, situationsbezogener Daten ermittelt werden.
Erfindungsgemäß können die Vorraussetzungen hinsichtlich der zweidimensionalen Auflösung der digitalen Straßenflächen relativ gering gehalten werden. In vielen Fällen genügt es, wenn beispielsweise die Mittellinie und die zugehörige Straßenbreite in der digitalen Karte angegeben sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine digitale Straßenkarte verwendet, in der wenigstens für eine vorgegebene Straßenfläche ein an die jeweilige Straßensituation angepasster Fahrweg in Form einer Fahrlinie oder eines Fahrbereichs oder von Fahrabständen zu den Straßenrändern abgespeichert ist. Für schwierige lokale Straßensituationen wie Durchfahrten in Kreuzungen, Kreisverkehre oder Kurven kann es sich lohnen, auf diese Weise extra Daten für die Fahrempfehlungen zu erheben und in der digitalen Karte abzuspeichern.
In vielen Fällen ist es jedoch günstiger, die zusätzlichen Informationen über die optimalen Fahrwege nicht flächendeckend zu erheben und in der Karte abzuspeichern, sondern sie für die jeweiligen Straßenflächen abzuleiten beziehungsweise zu berechnen. Die Berechnung kann sich auf einen Algorithmus stützen, für den in der digitalen Straßenkarte allgemeine und/oder je nach Straßenfläche definierte Parameter abgelegt sind.
Gemäß einer als besonders vorteilhaft geltenden weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt wenigstens für eine Straßenfläche die Digitalisierung eines optimalen Fahrweges unter Verwendung von Daten zur aktuellen Verkehrs- und/oder Fahrzeugsituation. Vorteilhafterweise können geänderte Fahrempfehlungen generiert werden, wenn lokale Hindernisse, Witterungseinflüsse oder Gegenverkehr auftreten. Insbesondere können die optimalen Fahrwege gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform unter Verwendung der aktuellen digitalen Fahrzeugposition berechnet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 und 3 symbolische Darstellungen von Fahrempfehlungen, die für spezielle Verkehrssituationen ausgegeben werden.
Im Blockdiagramm der 1 ist eine digitale Straßenkarte 1 dargestellt, die zusammen mit weiteren Komponenten, z. B. GPS-Positionsortungseinrichtung, Fahrtroutenermittlungseinrichtung, Steuereinheit und Display 8 ein an sich bekanntes Navigationssystem bildet, das hier nur vereinfacht mit den Blöcken und Funktionen, die sich unmittelbar auf die Bereitstellung von verbesserten Fahrempfehlungen beziehen, dargestellt ist. Die Navigationsdaten 2 zur Straßengeometrie können fahrzeugintern oder -extern zur Verfügung gestellt werden. Auch die zugehörige Sensorik zur Erfassung aktueller Situationen, die beispielsweise ein Videosystem und ein Radarsystem zur Ortung von Hindernissen umfassen kann, ist nur vereinfacht als Block 6 dargestellt. Anstelle oder zusätzlich zum Display 8 kann auch ein Lautsprecher zur akustischen Ausgabe der Fahrempfehlung vorgesehen sein.
Es werden für die Ortung und für die Berechnung der Fahrempfehlungen in einer Navigation unterschiedliche Daten, insbesondere unterschiedliche Daten aus der digitalen Straßenkarte 1, verwendet. Die Ortung 4 benutzt die Informationen 2 über die tatsächlichen Straßenbegrenzungen, während die Generierung von Fahrempfehlungen gemäß der Verfahrenstufe 7 Informationen über optimale Fahrpfade verwendet. Diese Informationen können getrennt erhoben und in der digitalen Straßenkarte 1 abgelegt werden. Häufig sind aber in der digitalen Straßenkarte 1 nicht oder nicht für alle Straßenflächen fertige optimale digitale Fahrwege gespeichert. Unter diesen Umständen werden Daten 3, insbesondere Parameter verwendet, die zusammen mit aktuellen Sensorinformationen 6, in einer in der 1 als ”optimaler Fahrweg” bezeichneten Verfahrenstufe 5 zur Berechnung der zusätzlichen Informationen in Form optimaler digitaler Fahrwege dienen.
Für diese zusätzlichen Informationen für die optimalen Fahrwege, auf die sich das Navigationssystem bei der Ermittlung der Fahrempfehlungen gemäß der Verfahrenstufe 7 stützt, ist es unwesentlich, ob die optimale Fahrkurve als extra digitale Linie in der digitalen Straßenkarte abgelegt wird, oder ob ein optimaler Bereich oder auch Abstände zu den Straßenrändern gespeichert auf der digitalen Karte vorliegen. Es können aber auch nur Parameter zur Berechnung der optimalen Fahrwege nach einem vorher definierten Algorithmus abgelegt sein.
Die Generierung der Fahrempfehlungen gemäß Verfahrensstufe 7 nutzt beispielsweise die aktuelle Verkehrslage, die aktuelle Fahrzeugposition innerhalb der jeweiligen Straße oder Kreuzung, aktuelle Informationen über entgegenkommende Fahrzeuge und weitere aktuelle Sensorinformationen für die Berechnung der Fahrhinweise, wobei diese aktuellen Sensorinformationen 6 vorteilhafterweise bereits in die Digitalisierung der optimalen Fahrwege gemäß Verfahrensstufe 5 eingehen.
Bei Regen und Glätte kann eine andere optimale Durchfahrtkurve durch Kurven mit einem kleinen Biegeradius berechnet werden als bei Trockenheit, während bisher, gemäß dem Stand der Technik, aufgrund fehlender Daten keine optimale Durchfahrtkurve sondern nur eine Warnung angezeigt wird. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Verkehrssituation mit einer Straßenkurve 9, in die ein Fahrzeug 12 einfährt. Bei trockener Witterung wird ein optimaler Fahrweg ermittelt, aus dem die Fahrempfehlung 10 (Pfeil) generiert wird. Bei Regen wird ein den herrschenden Straßenverhältnissen angepasster optimaler Fahrweg ermittelt, aus dem die Fahrempfehlung 11 (Pfeil), die erkennbar einen größeren Radius als die bei trockener Fahrbahn gültige Fahrempfehlung 10 aufweist, generiert wird.
Mittels Kamera oder anderer Sensorik, beispielsweise Radar oder Ultraschall, können insbesondere Hindernisse erkannt werden, woraufhin die Fahrempfehlungen entsprechend modifiziert werden. Beispielsweise sind häufig am Straßenrand Fahrzeuge 15 geparkt, vergleiche 3, die eine Verwendung des rechten Fahrstreifens 14 unmöglich machen. Diese Information kann nun in die Ermittlung eines optimalen Fahrweges eingehen, so dass die Zielführung des Fahrzeugs 12 höchstens den zweiten Fahrstreifen 13 von rechts empfiehlt (Fahrempfehlungspfeil 16) und die darauffolgenden Fahrhinweise entsprechend dieser neuen Ausgangssituation anpasst.
Die optimalen Fahrwege, und damit die Fahrempfehlungen, können auch für die unterschiedlichen Verkehrssituationen unterschiedlich sein. So kann es je nach Verkehrsdichte oder Witterung verschiedene vorzuschlagende optimierte Fahrwege z. B. durch eine Kreuzung geben. Dabei kann etwa per fahrzeugeigenem Video oder Radar bestimmt werden, ob Gegenverkehr an der Kreuzung kommt. Ohne Gegenverkehr wird die Kreuzung in einem Schwung durchfahren, während ansonsten das Fahrzeug weit in die Kreuzung einfahren muss und erst, wenn die entgegenkommenden Fahrzeuge vorbei sind, sehr stark einlenkt. Diese zwei verschiedenen Fahrweisen in der Kreuzung können in den Kartendaten als alternative optimierte Fahrwege abgelegt sein.
Aus all diesen Informationen werden der optimale Fahrweg und daraus die Fahrempfehlung berechnet. Das Ergebnis kann schließlich beispielsweise mittels eines Head-up Displays auf die durch die Windschutzscheibe sichtbare Fahrbahn projiziert werden.
Diese verbesserten Fahrempfehlungen können selbst bei nicht aktiver Zielführung vom Fahrer benutzt werden.
Die Fahrempfehlungen können ohne weiteres auch für die einzelnen Fahrzeugtypen unterschiedlich berechnet werden, indem im Navigationssystem für einen Lkw eine andere optimale Fahrspur als für einen PKW implementiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10146744 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Fahrempfehlungen für ein Fahrzeug, bei dem in einer digitalen Straßenkarte gespeicherte Daten zur Straßengeometrie einerseits zur Ortung des Fahrzeugs auf der Karte und andererseits zur Generierung von Fahrempfehlungen herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine digitale Straßenkarte (1) verwendet wird, in der die Straßengeometrie wenigstens für einen Abschnitt einer Straße als zweidimensional aufgelöste digitale Straßenfläche (2) abgebildet ist, wobei eine Position des Fahrzeugs (12) innerhalb der digitalen Straßenfläche (2) ermittelt wird, und wobei ein innerhalb der digitalen Straßenfläche (2) verlaufender, an die jeweilige Situation angepasster Fahrweg ermittelt und zur Generierung (7) von Fahrempfehlungen herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine digitale Straßenkarte (1) verwendet wird, in der wenigstens für eine vorgegebene Straßenfläche ein an die jeweilige Straßensituation angepasster Fahrweg in Form einer Fahrlinie (3) oder eines Fahrbereichs (3) oder von Fahrabständen zu den Straßenrändern abgespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine digitale Straßenkarte (1) verwendet wird, in der wenigstens für eine vorgegebene Straßenfläche (2) geltende Parameter (3) zur Berechnung eines an die jeweilige Situation angepassten Fahrweges abgespeichert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens für eine vorgegebene Straßenfläche (2) die Ermittlung eines an die jeweilige Situation angepassten Fahrweges unter Verwendung von Informationen (6) zur aktuellen Verkehrs- und/oder Fahrzeugsituation erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der an die jeweilige Situation angepasste Fahrweg unter Verwendung der aktuellen Fahrzeugposition innerhalb der jeweiligen Straßenfläche berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der an die jeweilige Situation angepasste Fahrweg unter Verwendung von Informationen (6) über erkannte lokale Hindernisse berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der an die jeweilige Situation angepasste Fahrweg unter Verwendung von Informationen (6) zur aktuellen lokalen Witterung berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der an die jeweilige Situation angepasste Fahrweg unter Verwendung von Informationen (6) zum Gegenverkehr berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Fahrzeugtyp und/oder vom Zustand des Fahrzeugs abhängiger, an die jeweilige Situation angepasster Fahrweg ermittelt wird.
Navigationsgerät, das ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Computerprogrammprodukt mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einem programmierbaren Computersystem, insbesondere Navigationsgerät, zusammenwirken können, dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt wird.