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Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren und eine Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Im Rahmen einer Navigation bei Fahrzeugen wird eine Route vorgegeben oder ermittelt und zwar von einer Startposition zu einer Zielposition. Dabei kann das Ermitteln der Route erfolgen unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Gütekriteriums, das zumindest einen Kostenparameter von Kandidaten-Streckenabschnitten berücksichtigt unter Durchführung einer Optimierung. Die vorgegebene Fahrtroute wird dann im Rahmen einer Zielführung eingesetzt und insbesondere über eine entsprechende grafische Ausgabeschnittstelle dem Benutzer signalisiert. Falls eine aktuelle Position des Fahrzeugs sich während der Zielführung von der vorgegebenen Route entfernt, ist es wünschenswert weiterhin eine komfortable Zielführung für den Fahrer anzubieten.
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Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist ein Navigationsverfahren und eine Navigationsvorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die effizient einen komfortablen Betrieb der Navigation ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Navigationsverfahren und eine dazu korrespondierende Navigationsvorrichtung.
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Eine Fahrtroute wird vorgegeben von einer Startposition zu einer Zielposition umfassend Routen-Streckenabschnitte aus einer Menge an Kandidaten-Streckenabschnitten. Die Fahrtroute kann in diesem Zusammenhang in der Navigationsvorrichtung beispielsweise ermittelt werden und zwar durch Auswählen von Routen-Streckenabschnitten aus Kandidaten-Streckenabschnitten unter Berücksichtigung mindestens eines den jeweiligen Kandidaten-Streckenabschnitten zugeordneten Kostenparameters im Rahmen eines vorgegebenen Gütekriteriums, das insbesondere optimiert wird. Alternativ kann die Fahrtroute auch extern vorgegeben werden und so beispielsweise an einem externen Server über eine entsprechende Schnittstelle eingelesen werden.
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Eine Zielführung wird anschließend bezogen auf die vorgegebene Fahrtroute durchgeführt. Im Falle einer vorgegebenen Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute durch das Fahrzeug wird geprüft, ob eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Falls dem so ist, wird zumindest ein Kostenparameter angepasst für ein Ermitteln einer Alternativfahrtroute bei zumindest denjenigen Routen-Streckenabschnitten, die durch das Fahrzeug noch nicht passiert wurden, und zwar im Sinne eines Verringerns einer Auswahlwahrscheinlichkeit des jeweiligen Routen-Streckenabschnitts als Alternativfahrtrouten-Streckenabschnitt bei dem Ermitteln der Alternativfahrtroute. Ferner wird in diesem Fall ausgehend von einer aktuellen Position des Fahrzeugs als Startposition hin zu der Zielposition die Alternativfahrtroute ermittelt durch Auswählen von Alternativfahrtrouten-Streckenabschnitten aus Kandidaten-Streckenabschnitten unter Berücksichtigung mindestens des Kostenparameters, der bei Routen-Streckenabschnitten angepasst wurde, im Rahmen eines vorgegebenen Gütekriteriums.
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Die Zielführung wird nachfolgend bezogen auf die Alternativfahrtroute als vorgegebene Fahrtroute durchgeführt.
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Auf diese Weise wird die Erkenntnis genutzt, dass bei geeignet vorgegebener Bedingung eine vorgegebene Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf zurückzuführen ist, dass der Fahrer beabsichtigt einer anderen Fahrtroute zu folgen als der ursprünglich vorgegebenen Fahrtroute. Somit wird in diesem Fall die Abweichung nicht als unbeabsichtigtes Abweichen des Fahrers von der Fahrtroute interpretiert, sondern als bewusstes Abweichen mit dem Willen eine andere Fahrtroute zu wählen. Durch dieses Vorgehen kann einfach gewährleistet werden, dass in dem Fall des Erfüllens der vorgegebenen Bedingung die Alternativroute derart ermittelt wird, dass diese mit einer hohen Wahrscheinlichkeit sich von der ursprünglich vorgegebenen Fahrtroute unterscheidet und so dem Fahrerwunsch entgegenkommt.
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Darüber hinaus ist durch das entsprechende Anpassen des zumindest einen Kostenparameters bei den Routen-Streckenabschnitten der ursprünglich vorgegebenen Fahrtroute dennoch gewährleistet, dass diese grundsätzlich Teil der Alternativfahrtroute sein können. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn zumindest bezogen auf einige Kandidaten-Streckenabschnitte keine sinnvollen alternativen Kandidaten-Streckenabschnitte zur Verfügung stehen. Ferner kann durch das geeignete Vorgeben der Bedingung auch gewährleistet werden, dass die Alternativfahrtroute mit hoher Wahrscheinlichkeit auch erst dann ermittelt wird, wenn der Fahrer tatsächlich eine solche wünscht. Darüber hinaus kann so auch vermieden werden, dass der mit dem Ermitteln der Alternativfahrtroute verbundene erhöhte Rechenaufwand erfolgt, wenn dies gar nicht erforderlich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung setzt ein Erfüllen der vorgegebene Bedingung voraus, dass die vorgegebene Abweichung seit Beginn der Zielführung entlang der vorgegebenen Fahrtroute häufiger als ein vorgegebener Schwellenwert aufgetreten ist. Auf diese Weise kann die vorgegebene Bedingung sehr einfach ausgestaltet sein.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Schwellenwert in etwa einen Wert drei aufweist. Ferner wird so die Erkenntnis genutzt, dass bei geeignet vorgegebener Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute bei zumindest dreimaligen solchen Abweichungen eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass es der Wille des Fahrers ist, eine Zielführung zu erhalten entlang einer Alternativfahrtroute.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die vorgegebene Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute dann gegeben, wenn die ermittelte aktuelle Position des Fahrzeugs zumindest eine vorgegebene Entfernung von der vorgegebenen Fahrtroute aufweist. Auf diese Weise kann die vorgegebene Abweichung einfach ermittelt werden, so beispielsweise unter Nutzung einer erfassten aktuellen Position des Fahrzeugs und durch geeignetes Vorgeben der vorgegebenen Entfernung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die vorgegebene Abweichung von der vorgegebenen Fahrtroute dann gegeben, wenn die ermittelte aktuelle Position des Fahrzeugs zumindest die vorgegebene Entfernung von der vorgegebenen Fahrtroute aufweist und zwar für eine vorgegebene Entfernungszeitdauer. Auf diese Weise kann gegebenenfalls ein besonders zuverlässiges Erkennen des Willens des Fahrers gewährleistet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hängt die vorgegebene Abweichung ab von einem Umfeld um die ermittelte aktuelle Position des Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang kann so einfach berücksichtigt werden, dass die Genauigkeit des Ermittelns der aktuellen Position gegebenenfalls von dem jeweiligen Umfeld des Fahrzeugs abhängt. So kann die ermittelte Position des Fahrzeugs beispielsweise in einer Innenstadt mit sehr hohen Gebäuden im Falle einer Satelliten gestützten Positionserfassung gegebenenfalls eine höhere Ungenauigkeit aufweisen. In diesem Fall sind Abweichungen von der vorgegebenen Fahrtroute gegebenenfalls auch die höhere Ungenauigkeit zurückzuführen. Dies kann in diesem Zusammenhang dann geeignet berücksichtigt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Navigationsvorrichtung,
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2 ein Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Navigationsvorrichtung abgearbeitet wird, und
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3 eine grafische Darstellung eines Ausschnitts aus einer digitalen Karte.
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Eine Navigationsvorrichtung NAV umfasst eine Recheneinheit RE, einen Daten- und Programmspeicher DPS und Schnittstellen, wie beispielsweise erste bis dritte Schnittstellen SST1, SST2, SST3. Die Recheneinheit RE und/oder der Daten- und Programmspeicher DPS können in einer Einheit oder auch verteilt auf mehrere Einheiten ausgebildet sein. Die Recheneinheit RE kann beispielsweise einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller umfassen.
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Bevorzugt ist die Navigationsvorrichtung NAV in einem Fahrzeug angeordnet. Grundsätzlich kann sie fest in dem Fahrzeug angeordnet sein, sie kann jedoch auch beispielsweise in einem mobilen Endgerät, wie beispielsweise einem Smartphone oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die erste Schnittstelle SST1 ist dazu ausgebildet mit einem externen Server OBS zu kommunizieren. Dazu kann sie beispielsweise eine Mobilfunkschnittstelle umfassen.
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Die Navigationsvorrichtung NAV umfasst ferner die zweite Schnittstelle SST2 zu einer Eingabeeinheit EE, die beispielsweise eine Tastatur, ein Steuerknüppel oder auch ein Touchscreen sein kann. Auf diese Weise ist eine Eingabe einer Startposition SP und/oder einer Zielposition ZP durch einen Nutzer, der beispielsweise ein Fahrzeugführer sein kann, möglich.
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Die Startposition SP kann beispielsweise auch mittels einer Positionsbestimmungseinheit GPS automatisch anhand der aktuellen Position bereitgestellt werden, an der sich die Navigationsvorrichtung NAV befindet. Die Positionsbestimmungseinheit GPS kann beispielsweise als GPS-Modul ausgebildet sein und kann der Navigationsvorrichtung NAV zugeordnet sein, insbesondere als Bestandteil der Navigationsvorrichtung.
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Die Navigationsvorrichtung NAV umfasst ferner die dritte Schnittstelle SST3 zu einer optischen Ausgabeeinheit GD, die bevorzugt ein Bildschirm ist. Darüber hinaus kann grundsätzlich auch eine weitere Schnittstelle zu einer akustischen Ausgabeeinheit vorhanden sein.
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Zum Betreiben der Navigationsvorrichtung NAV ist in ihrem Daten- und Programmspeicher DPS bevorzugt zumindest ein Programm abgespeichert, das während des Betriebs der Navigationsvorrichtung abgearbeitet werden kann. Das Programm ist im Folgenden anhand des Ablaufdiagramms der 2 näher erläutert.
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Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden können.
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In einem Schritt S3 wird eine Fahrtroute RT vorgegeben und zwar von einer Startposition SP zu einer Zielposition ZP. Die Fahrtroute RT umfasst Routen-Streckenabschnitte RT_SA_i aus einer Menge an Kandidaten-Streckenabschnitten KAND_SA_j und zwar einer digitalen Karte. Dabei bezeichnet ”i” beziehungsweise ”j” einen jeweiligen Platzhalter für einen jeweiligen einzelnen Routen-Streckenabschnitt beziehungsweise Kandidaten-Streckenabschnitt.
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Bevorzugt ist die Startposition SP und die Zielposition ZP in dem Daten- und Programmspeicher DPS gespeichert. Sie kann beispielsweise mittels der Eingabeeinheit EE von dem jeweiligen Nutzer eingegeben werden und dann über die zweite Schnittstelle SST2 der Navigationsvorrichtung NAV zur Verfügung gestellt werden und insbesondere in dem Daten- und Programmspeicher zwischengespeichert werden. Alternativ kann jedoch ebenso mittels der Positionsbestimmungseinheit GPS die Startposition SP als die aktuelle Position AP automatisch bestimmt werden. Die Zielposition ZP wird beispielsweise ebenfalls mittels der Eingabeeinheit EE von dem jeweiligen Nutzer eingegeben und dann über die zweite Schnittstelle SST2 der Navigationsvorrichtung NAV zur Verfügung gestellt und insbesondere in dem Daten- und Programmspeicher DPS zumindest zwischengespeichert.
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Das Ermitteln der vorgegebenen Fahrtroute RT kann in der Navigationsvorrichtung NAV erfolgen. Es kann jedoch grundsätzlich auch außerhalb der Navigationsvorrichtung NAV erfolgen, so zum Beispiel in dem externen Server OBS.
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Den Kandidaten-Streckenabschnitten ist zumindest ein Kostenparameter KPARAM zugeordnet, somit können auch mehrere Kostenparameter KPARAM den jeweiligen Kandidaten-Streckenabschnitten zugeordnet sein. Der beziehungsweise die Kostenparameter KPARAM können beispielsweise in Hinblick auf eine Routenplanung Kosten für die erwartete Fahrtzeitdauer des jeweiligen Kandidaten-Streckenabschnitts KAND_SA_j, Kosten für einen erwarteten Energieverbrauch während des Befahrens des Kandidaten-Streckenabschnitts KAND_SA_j, Kosten für erwartete Mautgebühren oder weitere Kosten repräsentieren.
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Falls dem jeweiligen Kandidaten-Streckenabschnitt KAND_SA_j mehrere Kostenparameter KPARAM zugeordnet sind, können deren Werte mittels entsprechender vorgegebener Wichtungen gewichtet zu einem jeweiligen Gesamtkostenwert des jeweiligen Kandidaten-Streckenabschnitts verknüpft werden, wobei die jeweiligen Wichtungen geeignet vorgegeben sind und so die Verknüpfung ein Gütekriterium repräsentiert. Die Wichtungen können beispielsweise für unterschiedliche Präferenzen des Nutzers verschieden vorgegeben sein, wie beispielsweise die schnellste Route. Das Ermitteln der vorgegebenen Fahrtroute RT kann unter Nutzung eines dem zuständigen Fachmann bekannten Routenplanungsalgorithmus erfolgen, wie beispielsweise des Dijkstra-Algorithmus.
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In einem Schritt S5 wird eine Zielführung ZF bezogen auf die vorgegebene Fahrtroute RT gestartet und anschließend durchgeführt. Dabei läuft die Zielführung grundsätzlich auch weiter bei der Abarbeitung der nachfolgenden Schritte. Im Rahmen der Zielführung ZF wird beispielsweise die vorgegebene Fahrtroute RT optisch ausgegeben auf der optischen Ausgabeeinheit GD oder es wird auch nur ein Teil der vorgegebenen Fahrtroute RT auf der optischen Ausgabeeinheit GD ausgegeben. Darüber hinaus wird im Rahmen der Zielführung die mittels der Positionsbestimmungseinheit GPS ermittelte aktuelle Position AP berücksichtigt und bevorzugt ebenfalls optisch ausgegeben auf der optischen Ausgabeeinheit GD. Darüber hinaus kann die Zielführung auch umfassen das Ausgeben von akustischen Hinweisen bezüglich der vorgegebenen Fahrtroute RT.
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In einem Schritt S7 wird geprüft, ob eine vorgegebene Abweichung DEV von der vorgegebenen Fahrtroute RT vorliegt. Die vorgegebene Abweichung DEV von der vorgegebenen Fahrtroute RT kann beispielsweise dann gegeben sein, wenn die ermittelten aktuelle Position AP des Fahrzeugs zumindest eine vorgegebene Entfernung von der vorgegebenen Fahrtroute RT aufweist und optional dies für eine vorgegebene Entfernungszeitdauer der Fall ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die vorgegeben Abweichung auch abhängen von einem Umfeld um die ermittelte aktuelle Position AP des Fahrzeugs. Auf diese Weise kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine Güte des Ermittelns der aktuellen Position AP beispielsweise in einer Innenstadt mit tiefen Straßenschluchten bei der Satelliten basierten Positionsbestimmungseinheit gegebenenfalls geringer ist als außerhalb einer Stadt. Durch das geeignete Vorgeben der vorgegebenen Abweichung DEV kann so möglichst genau getrennt werden von vermeintlichen Abweichungen von der Fahrtroute, die durch mögliche Ungenauigkeiten in dem Bestimmen der aktuellen Position AP maßgeblich beeinflusst sind oder gegebenenfalls auch nur eine kleine Abweichung darstellen, weil beispielsweise der Fahrer entlang der Fahrtroute RT kurz ein Geschäft oder ein Lokal aufsucht für das er einen kurzen Umweg fahren muss, ohne dass er beabsichtigt die vorgegebene Fahrtroute RT grundsätzlich zu verlassen.
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Wird in dem Schritt S7 die vorgegebene Abweichung DEV nicht erkannt, so wird die Bearbeitung, gegebenenfalls nach einer vorgegebenen Wartezeitdauer, erneut in dem Schritt S5 fortgesetzt.
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Falls die vorgegebene Abweichung DEV von der vorgegebenen Fahrtroute RT hingegen in dem Schritt S7 erkannt wurde, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S9 fortgesetzt, in dem geprüft wird, ob eine vorgegebene Bedingung COND erfüllt ist. Die vorgegebene Bedingung kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es zu ihrer Erfüllung notwendig ist, dass die vorgegebene Abweichung DEV seit Beginn der Zielführung ZF entlang der vorgegebenen Fahrtroute RT häufiger als ein vorgegebener Schwellenwert aufgetreten ist. Der vorgegebene Schwellenwert ist dabei geeignet vorgegeben und kann beispielsweise einen Wert von drei aufweisen.
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Ist die vorgegebene Bedingung COND des Schrittes S9 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt S11 ein Zähler CTR für die Anzahl des Auftretens der vorgegebenen Abweichungen DEV inkrementiert. Ferner wird in dem Schritt S11 eine so genannte schnelle Anpassung für die vorgegebene Fahrtroute FT durchgeführt. Zu diesem Zweck wird beispielsweise eine Position mit einer vorgegebenen Entfernung, wie beispielsweise einige Kilometer, so zum Beispiel 5 oder 10 km, auf der vorgegebenen Fahrtroute RT ausgewählt und eine Teilfahrtroute von der ermittelten aktuellen Position AP zu der ausgewählten Position auf der Fahrtroute RT ermittelt und diese dann zur Zielführung ZF eingesetzt bis die aktuelle Position sich dann wieder auf der vorgegebenen Fahrtroute RT befindet. Auf diese Weise kann einfach die Zielführung ZF wieder hin zu der vorgegebenen Fahrtroute RT erfolgen ohne den für eine vollständige Neuberechnung der vorgegebenen Fahrtroute RT erforderlichen, gegebenenfalls hohen, Rechenaufwand.
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Im Anschluss an die Bearbeitung des Schrittes S11 wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S5 fortgesetzt.
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Ist die vorgegebene Bedingung COND des Schrittes S9 hingegen erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S13 fortgesetzt, in dem der Zähler CTR wieder mit einem Neutralwert initialisiert wird.
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In einem nachfolgenden Schritt S15 wird zumindest ein Kostenparameter KPARAM angepasst für ein Ermitteln einer Alternativfahrtroute ART bei zumindest denjenigen Routen-Streckenabschnitten RT_SA_i, die durch das Fahrzeug noch nicht passiert wurden, und zwar im Sinne eines Verringerns einer Auswahlwahrscheinlichkeit des jeweiligen Routen-Streckenabschnitts RT_SA_i als Alternativfahrtrouten-Streckenabschnitt bei dem Ermitteln der Alternativfahrtroute ART. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Kostenparameter KPARAM handeln, der regulär einen Neutralwert aufweist und in dem Schritt S15 dann mit einem entsprechend erhöhten Kostenwert belegt wird. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch beispielsweise ein Kostenparameter, der repräsentativ für die Fahrtdauer entlang des jeweiligen Routen-Streckenabschnitts RT_SA_i ist, entsprechend angepasst werden und zwar im Sinne eines vermeintlichen Erhöhens der Fahrtzeitdauer.
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In einem Schritt S17 wird die Alternativfahrtroute ART ermittelt und zwar ausgehend von einer aktuellen Position AP des Fahrzeugs als Startposition SP hin zu der Zielposition ZP und zwar durch Auswählen von Alternativfahrtrouten-Streckenabschnitten aus Kandidaten-Streckenabschnitten KAND_SA_j unter Berücksichtigung mindestens des Kostenparameters KPARAM, der bei den Routen-Streckenabschnitten RT_SA_i angepasst wurde. Dabei ist das grundsätzliche Vorgehen zum Ermitteln der Alternativfahrtroute ART entsprechend zu dem gemäß dem anhand des Schrittes S3 erläuterten Vorgehen bezüglich der vorgegebenen Fahrtroute RT.
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In einem Schritt S19 wird die Alternativfahrtroute ART dann der vorgegebenen Fahrtroute RT zugeordnet und anschließend die Zielführung in dem Schritt S5 bezogen auf diese fortgesetzt.
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Anhand der 3 ist eine optische Darstellung der digitalen Karte oder Teile dieser beispielhaft dargestellt. Die ermittelte aktuelle Position AP des Fahrzeugs befindet sich hier gerade so, dass die Alternativfahrtroute ART ermittelt wird, die ebenfalls in der 3 beispielhaft dargestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- NAV
- Navigationsvorrichtung
- SST1–3
- erste bis dritte Schnittstelle
- GD
- optische Ausgabeeinheit
- EE
- Eingabeeinheit
- OBS
- externer Server
- GPS
- Positionsbestimmungseinheit
- RE
- Recheneinheit
- DPS
- Daten- und Programmspeicher
- KPARAM
- Kostenparameter
- SP
- Startposition
- ZP
- Zielposition
- AP
- ermittelte aktuelle Position
- RT
- vorgegebene Fahrtroute
- ART
- Alternativfahrtroute
- RT_SA_i
- Routen-Streckenabschnitt
- KAND_SA_j
- Kandidaten-Streckenabschnitt
- DEV
- vorgegebenen Abweichung
- COND
- vorgegebene Bedingung
- KPARAM
- Kostenparameter
- ZF
- Zielführung
- CTR
- Zähler
