DE102013217310A1

DE102013217310A1 - Fahrzeugreichweitenprognose

Info

Publication number: DE102013217310A1
Application number: DE102013217310.5A
Authority: DE
Inventors: Edward D. Tate Jr.
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-03-13
Also published as: CN103674046B; US20140074391A1; CN103674046A; US8996295B2

Abstract

Durch ein Host-System, in dem eine ausführbare Logik vorgesehen ist, wird eine Fahrzeugreichweitenprognose implementiert. Die Logik identifiziert einen Ausgangsort eines Fahrzeugs und identifiziert Zielorte für das Fahrzeug. Außerdem baut die Logik auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten auf. Ferner gibt die Logik wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke und dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnete Fahrtkosteninformationen aus.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Datenverarbeitung und insbesondere auf die Bestimmung eines für ein Fahrzeug geographisch erreichbaren Bereichs auf der Grundlage sowohl von Streckenführungszielen als auch von Fahrbeschränkungen.
HINTERGRUND
Globale Positionsbestimmungssysteme (GPS), tragbare Vorrichtungen und Online-Karten-Streckenführungsdienste stellen Mechanismen bereit, um durch Berechnen von Wegen auf der Grundlage von aus Straßenkarten abgeleiteten Informationen von einem Punkt zu einem anderen zu navigieren. Üblicherweise weisen Streckenführungssysteme nutzerfreundliche Merkmale auf, um die Art der gewünschten Leitung automatisch zu berechnen. Die nutzerfreundlichen Merkmale ermöglichen, dass ein Betreiber Streckenführungsziele spezifiziert, wie etwa: die kürzeste Entfernung (unter Verwendung eines Algorithmus zum Bestimmen der kürzesten Entfernung von einem Punkt zum nächsten); die kürzeste Fahrzeitdauer (unter Verwendung eines Algorithmus zum Bestimmen der kürzesten Entfernung auf der Grundlage der Geschwindigkeitsbeschränkung der Straße und der Entfernung und zum Berechnen der resultierenden Fahrzeit); die geringste Verwendung von Autobahnen; die geringste Verwendung von Energie (Benzin und/oder Elektrizität); und die geringste Nutzung von Mautstraßen.
Streckenführungssysteme (hier auch als Abbildungsmaschinen bezeichnet) enthalten üblicherweise kartographische Karten und Kartendatenbanken, um eine geeignete Fahrstrecke zu bestimmen. Die Kartendatenbanken repräsentieren ein Straßennetz und enthalten häufig Informationen über Mautstraßen, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Autobahnabfahrten und Points of Interest (POIs). Außerdem enthalten die Kartendatenbanken Punkte auf einer Karte (auch als Wegepunkte bekannt), die in Form geographischer Breiten und Längen, Universal-Transverse-Mercator-Koordinaten (UTM-Koordinaten) und/oder erdräumlichen Koordinaten dargestellt sind. Einige Beispiele von Wegepunkten enthalten POIs (z. B. Museen, Restaurants, Eisenbahnen, Abfahrten usw.), Satelliten, durch den Nutzer eingegebene Ziele und feste Referenzpunkte entlang einer Strecke. Diese Wegepunkte können in den Streckenführungssystemen auf Karten markiert sein.
Eine Strecke ist eine Reihe aus zwei oder mehr Wegepunkten. Um eine vorgeschlagene Strecke zu bestimmen, bestimmt ein Streckenführungssystem zunächst einen Satz von Wegepunkten zwischen einem Ausgangspunkt und einem Zielpunkt. Daraufhin führt das Streckenführungssystem einen Nutzer zu einem nächsten Wegepunkt entlang der Strecke, daraufhin zu dem nächsten Wegepunkt auf der Strecke usw., bis der Nutzer den Zielpunkt erreicht. Ein typisches Streckenführungssystem löst den Ausgangspunkt und den Zielpunkt zu ihren nächsten bekannten Wegepunkten in dem Netz auf und verwendet daraufhin einen ”Großkreis-Streckenführungsalgorithmus”, um eine Strecke zwischen zwei Punkten zu bestimmen. Einige Streckenführungssysteme verwenden außerdem einen Suchalgorithmus, um einen Graphen von Knoten (die Wegepunkte repräsentieren) und Kanten (die Wege zwischen Wegepunkten repräsentieren) zu durchsuchen. Einige Beispiele für Suchalgorithmen, die verwendet werden können, um eine Strecke zwischen zwei Punkten zu bestimmen, sind der Dijkstra-Algorithmus (zum Bestimmen des kürzesten Wegs), ein A*-Algorithmus (zum Bestimmen des kürzesten Wegs entlang eines gewichteten Graphen) und ein bidirektionaler Suchalgorithmus.
Streckenführungssysteme sind so ausgelegt, dass sie Streckenführungsziele berücksichtigen, wenn sie eine Strecke zwischen zwei Punkten bestimmen. Allerdings kann ein Fahrzeugbetreiber auch durch andere Faktoren beschränkt sein, die eine Reichweite beeinträchtigen, die das Fahrzeug fahren kann. Zum Beispiel kann ein Betreiber beim Auswählen von POIs nur eine bestimmte Zeitdauer haben, um zu dem POI zu fahren. In einem anderen Beispiel kann ein Betreiber eines Elektrofahrzeugs nach einer Nachladestation suchen, die innerhalb einer ausgewählten Kilowattstundenreichweite (kWh-Reichweite) des aktuellen Aufenthaltsorts des Fahrzeugs liegt. Dementsprechend wäre es erwünscht, eine Möglichkeit zu schaffen, um eine Reichweite geographischer Orte, die ein Fahrzeug besuchen kann, sowohl auf der Grundlage von Streckenführungszielen als auch von Fahrbeschränkungen zu bestimmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein System zur Bereitstellung einer Fahrzeugreichweitenprognose geschaffen. Das System enthält einen Host-System-Computer und eine Logik, die durch den Host-System-Computer ausgeführt werden kann. Die Logik ist zum Implementieren eines Verfahrens konfiguriert. Das Verfahren enthält das Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs und das Identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug. Auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen werden Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten aufgebaut. Es werden wenigstens ein Abschnitt wenigstens einer Strecke und dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnete Fahrtkosteninformationen ausgegeben.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrzeugreichweitenprognose geschaffen. Das Verfahren enthält das Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs und das Identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug. Auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen werden Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten aufgebaut. Es werden wenigstens ein Abschnitt wenigstens einer Strecke und dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnete Fahrtkosteninformationen ausgegeben.
In einer abermals anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zum Implementieren einer Fahrzeugreichweitenprognose geschaffen. Das Computerprogrammprodukt enthält ein computerlesbares Speichermedium mit darauf verkörperten Anweisungen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, veranlassen, dass der Computer ein Verfahren implementiert. Das Verfahren enthält das Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs und das identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug. Auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen werden Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten aufgebaut. Es werden wenigstens ein Abschnitt wenigstens einer Strecke und dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnete Fahrtkosteninformationen ausgegeben.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
1 ein System ist, in dem die Fahrzeugreichweitenprognose in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung implementiert werden kann;
2 ein System ist, in dem die Fahrzeugreichweitenprognose in Übereinstimmung mit einer alternativen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung implementiert werden kann;
3 ein Ablaufplan ist, der einen Prozess zum Implementieren einer Fahrzeugreichweitenprognose in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschreibt; und
4 ein beispielhafter Ausgabebildschirm ist, der durch ein Fahrzeugreichweitenprognosesystem in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erzeugt wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht beschränken. Selbstverständlich bezeichnen einander entsprechende Bezugszeichen überall in den Zeichnungen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale.
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Fahrreichweite eines Fahrzeugs dadurch bestimmt, dass sowohl ein Streckenführungsverfahren als auch eine Fahrbeschränkung berücksichtigt werden. Verschiedene Streckenführungsverfahren weisen verschiedene Streckenführungsziele, z. B. das Minimieren der Fahrzeit, das Minimieren der Fahrentfernung und/oder das Minimieren der Energienutzung (z. B. Benzin und/oder Elektrizität), auf. Wie der Begriff ”Fahrbeschränkung” hier verwendet ist, bezieht er sich auf Fahrzeugreichweitenbeschränkungen wie etwa, aber nicht beschränkt auf: eine Entfernung (z. B. innerhalb von drei Meilen); eine Zeitdauer (z. B. innerhalb von drei Minuten); oder eine Energienutzung (z. B. weniger als 0,3 kWh). In Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen werden Informationen über die prognostizierte Fahrtreichweite des Fahrzeugs an eine Anzeigevorrichtung in dem Fahrzeug ausgegeben und über die Anzeigevorrichtung dem Betreiber des Fahrzeugs oder einem Mitfahrer in dem Fahrzeug dargestellt. Diese prognostizierte Fahrtreichweite kann daraufhin z. B. verwendet werden, um einen oder mehrere Points of Interest entlang einer Strecke zu einem Ziel, die eine oder mehrere spezifizierte Fahrbeschränkungen erfüllen, auszuwählen.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang mit begrenzter Reichweite wie etwa ein Batterieelektrofahrzeug (BEV) oder ein Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite (EREV) und ist die Fahrbeschränkung eine Elektrizitätsreichweite des Fahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform ist das Fahrzeug ein benzinbetriebenes Kraftfahrzeug.
In einer Ausführungsform wird die prognostizierte Fahrtreichweite dadurch bestimmt, dass zunächst ein Knoten, der den Zielort repräsentiert, durch einen virtuellen Knoten, der einer Entfernung über die Erstreckung der Fahrbeschränkungen hinaus entspricht, ersetzt wird. Daraufhin werden auf der Grundlage der Fahrbeschränkung(en) sekundäre Kosten aufsummiert, während eine Abbildungsmaschine auf der Grundlage des Streckenführungsziels bzw. der Streckenführungsziele eine minimierende Strecke berechnet. Wenn die sekundären Kosten die Fahrbeschränkungskosten übersteigen, wird verhindert, dass Graphenknotennachbarn bei der Entwicklung der Reichweitenprognose berücksichtigt werden. Auf der Grundlage der Knoten auf der Karte, die erreicht werden können, wird auf einer Anzeigevorrichtung ein erreichbares Gebiet hervorgehoben. Auf diese Weise werden Fahrer dabei unterstützt, POIs auf der Grundlage von Fahrbeschränkungen auszuwählen. Zum Beispiel können auf der Anzeigevorrichtung POIs angezeigt werden, die innerhalb einer Zeitbeschränkung für die Fahrt liegen. Die Verwendung von Ausführungsformen der Fahrzeugreichweitenprognose, wie sie hier beschrieben sind, kann außerdem zu verbesserter Off-Cycle-Elektrifizierung des Fahrens wegen besseren Verständnisses der Durchführbarkeit der Tour und der verbleibenden Reichweite führen.
Nun übergehend zu 1 wird nun ein System 100 beschrieben, in dem die Fahrzeugreichweitenprognose in einer beispielhaften Ausführungsform implementiert werden kann. Das in 1 gezeigte System 100 ist in einem Fahrzeug angeordnet und enthält einen Prozessor 102, eine Reichweitenprognoselogik 114, eine Speichervorrichtung 108, eine Anzeigevorrichtung 104 und eine Nutzereingabevorrichtung 112. Der Prozessor 102 kann durch irgendeinen Computerprozessor implementiert werden, der dafür geeignet ist, in dem Fahrzeug angeordnet zu sein und die hier beschriebene Fahrzeugreichweitenprognose auszuführen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das System 100 in ein Fahrzeugsteuermodul wie etwa z. B. ein Infotainment-Steuermodul oder ein Navigationssteuermodul integriert oder selbst ein solches. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann das System 100 außerdem eine Antenne zum Kommunizieren mit einem drahtlosen Kommunikationsnetz enthalten.
Üblicherweise enthält die Nutzereingabevorrichtung 112 ein Tastenfeld oder eine Tastatur, um zu ermöglichen, dass ein Nutzer Informationen eingibt. In einer Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 104 ein Flüssigkristallanzeige-Bildschirm (LCD-Bildschirm), der für die Anzeige von Graphik und Text verwendet wird. Obwohl 1 die Nutzereingabevorrichtung 112 und die Anzeigevorrichtung 104 als getrennte Komponenten darstellt, ist festzustellen, dass die Nutzereingabevorrichtung 112 und die Anzeigevorrichtung 104 ebenfalls kombiniert sein können. Zum Beispiel ist die Anzeige in einer Ausführungsform ein Berührungsbildschirm, der die Anwesenheit und den Ort der Berührung eines Nutzers detektiert.
In einer Ausführungsform steht das System 100 in Kommunikation mit einem Empfänger eines globalen Positionsbestimmungssatelliten (”GPS”-Empfänger) oder enthält es einen GPS-Empfänger, der in Kommunikation mit einem Satelliten (nicht gezeigt) steht, um Informationen hinsichtlich eines aktuellen Aufenthaltsorts (oder Ausgangsorts) des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ wird der aktuelle Aufenthaltsort (oder Ausgangsort) des Fahrzeugs dadurch bestimmt, dass eine Nutzereingabe erhalten wird. Genauer kann der Nutzer aktuelle Ortsinformationen in ein Tastenfeld oder in eine Tastatur oder in einen Berührungsbildschirm der Nutzereingabevorrichtung 112 eingegeben. In einer Ausführungsform enthält die Reichweitenprognoselogik 114 eine Fahrbeschränkungslogik 106 und eine Abbildungsmaschine und -datenbank 110 zum Bereitstellen einer Fahrzeugreichweitenprognose sowohl auf der Grundlage von Streckenführungszielen als auch von Fahrbeschränkungen wie hier beschrieben. Anstatt ein Ziel zu wählen, demgegenüber geeignete 'Zielerreichungskosten' [engl.: ”cost-to-go”] bestimmt werden, sind die Zielerreichungskosten von irgendeinem Knoten zu dem Ziel z. B. die negative skalierte euklidische Entfernung zu dem aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs. Im Gegensatz dazu erfolgt bei herkömmlichen Streckenführungsherangehensweisen die Zielerreichungskostennäherung in Bezug auf ein einzelnes Ziel. Die Verwendung dieser Näherung der Zielerreichungskosten veranlasst, dass die Reichweitenprognoselogik 114 in jedem größeren Bereich nach einer Strecke sucht. Zusätzlich unterhält die Reichweitenprognoselogik 114 einen Datensatz der Gesamtzielerreichungskosten, um von dem aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs bei einem Knoten anzukommen. Wenn diese Zielerreichungskosten von dem Aufenthaltsort des Fahrzeugs zu dem fraglichen [engl.: ”if question”] Knoten die Beschränkungskosten übersteigen, wird die gesamte Suche von diesem Knoten abgebrochen. Diese zwei Mechanismen (eine Näherung negativer Kosten an den aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs und der Abbruch der Suche auf der Grundlage der Knotenkosten zu dem Fahrzeugort) ermöglichen die Berechnung der Reichweitenprognose.
Die Reichweitenprognoselogik 114 kann ein Programm sein, das mit dem System 100 zur Herstellungszeit in ein Fahrzeug aufgenommen wird. Alternativ kann die Reichweitenprognoselogik 114 eine herunterladbare Anwendung sein, die nach der Herstellung des Fahrzeugs in dem Arbeitsspeicher des Systems 100 gesichert wird.
Wie zuvor beschrieben wurde, sind Fahrbeschränkungen Fahrzeugreichweitenbeschränkungen wie etwa die Entfernung oder die Fahrtzeit. In einer Ausführungsform stellt ein Nutzer die Fahrbeschränkungen über die Nutzereingabevorrichtung 112 ein. Alternativ wird eine Fahrbeschränkung auf der Grundlage eines oder mehrerer bekannter Fahrzeugzustände (z. B. der Menge des verbleibenden Kraftstoffs oder der verbleibenden Energie) durch die Reichweitenprognoselogik 114 automatisch eingestellt.
Nunmehr übergehend zu 2 wird ein alternatives System 200 beschrieben, in dem die Fahrzeugreichweitenprognose in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung implementiert werden kann. Das System 200 enthält ein Host-System 202 in Kommunikation mit einem Nutzersystem 204 über eines oder mehrere Netze 206. Außerdem steht das Host-System 202 über das Netz 206 in Kommunikation mit einer Abbildungsmaschine und -datenbank 208.
Wie in 2 gezeigt ist, kann das Host-System 202 durch ein Unternehmen zur Bereitstellung einer Fahrzeugreichweitenprognose implementiert sein und ist es mit einer Reichweitenprognoselogik 210, um die hier beschriebene Fahrzeugreichweitenprognose auszuführen, konfiguriert. In einer Ausführungsform ist das Host-System 202 durch einen Anwendungsdienstanbieter (ASP) zur Bereitstellung einer Fahrzeugreichweitenprognose für Endnutzer (z. B. Fahrzeugkonsumenten) implementiert. Das Host-System 202 kann als eine schnelle Computerverarbeitungsvorrichtung (z. B. als ein Großrechner) implementiert sein, die ein hohes Volumen an Aktivitäten behandeln kann, die zwischen dem Host-System 202 und den Netzentitäten, die in 2 gezeigt sind, durchgeführt werden.
Das Host-System 202 kann als ein Web-Server arbeiten, der eine Website zum Erzeugen von Abonnementkonten für Fahrzeugreichweitenprognosedienste und zum Bereitstellen von Informationen für Endnutzer enthält. Außerdem kann das Host-System 202 als ein Anwendungsserver arbeiten, der eine oder mehrere Anwendungen zum Bereitstellen der hier beschriebenen Fahrzeugreichweitenprognose enthält. Diese eine oder diese mehreren Anwendungen sind hier zusammen als Reichweitenprognoselogik 210 bezeichnet.
Die Netze 206 können irgendein Typ im Gebiet bekannter Netze sein. Die Netze 206 können z. B. eine Kombination eines öffentlichen Netzes (z. B. des Internet), eines privaten Netzes (z. B. eines lokalen Netzes, eines Weitverkehrsnetzes, eines virtuellen privaten Netzes) sein und können drahtlose und verdrahtete Übertragungssysteme (z. B. Satellit, zellulares Netz, terrestrische Netze usw.) enthalten.
In einer Ausführungsform ist das Nutzersystem 204 in einem Fahrzeugsteuermodul wie etwa z. B. in einem Infotainment-Steuermodul oder in einem Navigationssteuermodul enthalten. In einer anderen Ausführungsform ist das Nutzersystem 204 eine persönliche digitale Vorrichtung wie etwa ein Mobiltelefon oder ein Tablet Computer, darauf aber nicht beschränkt. In einer Ausführungsform enthält das Nutzersystem 204 eine Eingabevorrichtung und eine Anzeigevorrichtung wie etwa jene, die zuvor anhand von 1 beschrieben worden sind.
In einer Ausführungsform steht das System 200 in Kommunikation mit einem GPS-Empfänger oder enthält es einen GPS-Empfänger, der in Kommunikation mit einem Satelliten (nicht gezeigt) steht, um Informationen hinsichtlich eines aktuellen Aufenthaltsorts (oder Ausgangsorts) des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ wird der aktuelle Aufenthaltsort (oder Ausgangsort) des Fahrzeugs dadurch bestimmt, dass eine Nutzereingabe erhalten wird. Genauer kann der Nutzer Ausgangsortsinformationen in das Nutzersystem 204 eingeben. In der in 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Reichweitenprognoselogik 210 eine Fahrbeschränkungslogik und ist sie über eine Schnittstelle mit der Abbildungsmaschine und -datenbank 208 verbunden, um sowohl auf der Grundlage von Streckenführungszielen als auch von Fahrbeschränkungen wie hier beschrieben eine Fahrzeugreichweitenprognose bereitzustellen.
Obwohl in 2 für Veranschaulichungszwecke nur ein einzelnes Nutzersystem 204 gezeigt ist, ist festzustellen, dass bei der Verwirklichung der Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen irgendeine Anzahl von Nutzersystemen genutzt werden können.
Die Abbildungsmaschine und -datenbank 208 enthält ein Abbildungshilfsmittel, das als Eingabe einen Ausgangsort (z. B. eine Adresse) und einen Zielort annimmt und als Ausgabe eine oder mehrere Strecken zurückgibt, denen zu folgen ist, um in Abhängigkeit von Streckenführungszielen von dem Ausgangsort zu dem Zielort zu gelangen. Die Abbildungsmaschine und -datenbank 208 enthält eine Datenbank von Karten zum Erzeugen der Strecken. Die Abbildungsmaschine und -datenbank 208 kann ein herstellerspezifisches Hilfsmittel oder eine kommerzielle Anwendung wie etwa Google Maps^® sein.
3 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Implementieren einer Fahrzeugreichweitenprognose in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform beschreibt. Wie oben angegeben wurde, ermöglicht die Fahrzeugreichweitenprognose, dass ein Betreiber Informationen über die Orte empfängt, die ein Fahrzeug auf der Grundlage eines Streckenführungsverfahrens und einer Fahrbeschränkung besuchen kann. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug ein BEV oder ein EREV und ist die Fahrbeschränkung die Menge der in dem Fahrzeug verbliebenen Ladung. Der in 3 gezeigte Prozess wird unter Verwendung des in 1 gezeigten Systems 100 als ein Beispiel beschrieben; der in 3 gezeigte Prozess kann ebenfalls durch andere Ausführungsformen wie etwa das in 2 gezeigte System 200 implementiert werden.
In Schritt 302 in 3 identifiziert das System 100 einen Ausgangsort, der dem aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs entspricht, wenn er über einen GPS-Empfänger empfangen wird. Alternativ kann der Ausgangsort von einem Nutzer des Systems 100 über die Nutzereingabevorrichtung 112 empfangen werden.
In Schritt 304 werden durch das System 100 unter Verwendung der Abbildungsmaschine und -datenbank 110 Zielorte identifiziert. In einer Ausführungsform wird ein durch die Abbildungsmaschine und -datenbank 110 verwendeter A*-Streckenführungsalgorithmus unter Verwendung einer Streckenführungsheuristik, die gleich dem Negativen einer skalierten euklidischen Entfernung zu dem Ursprung ist, geändert, um zu am weitesten von dem Ursprung (d. h. dem Ausgangsort) entfernten Orten zu führen. Dies stellt sicher, dass jede Streckenführungsentscheidung den Punkt wählt, der eine Fahrt von dem Ursprung weg so effizient wie möglich erzeugt. Außer der euklidischen Entfernung können andere Metriken wie etwa Manhattan-Entfernungen, p-Normen oder ähnliche Entfernungsmaße angewendet werden.
In Schritt 306 werden durch das System 100 unter Verwendung der Komponenten der Fahrbeschränkungslogik 106 und der Abbildungsmaschine und -datenbank 110 der Reichweitenstreckenführungslogik 114 Strecken zu den Zielorten aufgebaut. In einer Ausführungsform werden wenigstens zwei Kostenfaktoren untererhalten, während das Netz geführter Verbindungen entwickelt wird. Ein Kostenfaktor entspricht den Streckenführungskosten und der andere Kostenfaktor entspricht den Fahrbeschränkungskosten. Falls die Fahrbeschränkung von der Strecke überschritten wird, wird verhindert, dass der Streckenführungsalgorithmus in der Abbildungsmaschine Nachbarknoten auswählt. Wenn alle erreichbaren Punkte gesucht worden sind, wird der Streckenführungsalgorithmus abgebrochen. Unter Verwendung dieser Herangehensweise sind die Kosten für die Fahrt zu dem Ursprung von jedem geführten Knoten bekannt. Auf diese Weise wird die Strecke unter Verwendung mehrerer Kostenfaktoren, die für unabhängige Zwecke verwendet werden: Streckenführungs- und Beschränkungsauswertung, berechnet.
Von einer beispielhaften Ausführungsform wird ein modifizierter A*-Algorithmus genutzt, der in Pseudocode geschrieben ist, um den folgenden Schritt 306 auszuführen:
In Schritt 308 wird die Reichweitenprognose an die Anzeigevorrichtung 104 ausgegeben. In einer Ausführungsform werden alle Knoten innerhalb eines Gebiets zu einer Liste hinzugefügt. Für ”erreichbare” Knoten werden den Knoten die Fahrtkosten zum Erreichen dieser Knoten zugewiesen. Für ”unerreichbare” Knoten wird dem Knoten ein hoher Wert zugewiesen, der die maximalen Fahrtkosten übersteigt. In einer Ausführungsform wird die Karte in Voronoi-Zellen aufgeteilt und werden nur Zellen mit Fahrtkosten betrachtet, die kleiner als die Fahrbeschränkung sind. Je nach dem Anzeigezweck wird entweder ein gefüllter Bereich angezeigt oder wird ein Außenumfang angezeigt. In einer Ausführungsform wird die Umfangskrümmung gefiltert. In einer Ausführungsform werden Zellen innerhalb des Umfangs in Übereinstimmung mit den Fahrtkosten gefärbt.
In einer Ausführungsform wird die Reichweitenprognose in Schritt 308 durch das System 100 unter Verwendung der folgenden Teilschritte zum Markieren (z. B. Färben) der Zellen in Übereinstimmung mit den Fahrtkosten an die Anzeigevorrichtung 104 ausgegeben:

1. Sei R der Satz aller erreichbaren Knoten in der Karte von dem Ursprung, wenn die Strecken pro einem Kriterium einem Beschränkungskriterium unterliegen.
2. Sei d_max die maximale Entfernung von dem Ursprung zu einem erreichbaren Knoten in R.
3. Sei C eine Zusammenstellung von Punkten auf dem Umfang eines Kreises, der einen Radius aufweist, der um ein positives epsilon_1 größer als d_max ist.
4. Sei S der Satz aller Knoten innerhalb C.
5. Sei c die Fahrkostenbeschränkung, die jedem Knoten in R zugeordnet ist; falls ein Knoten nicht in R liegt, weise einen Wert zu, der gleich der maximalen Fahrkostenbeschränkung in R plus einem positiven epsilon_2 ist. c[n] gebe die Kostenbeschränkung für den Knoten n an.
6. Seien V die durch C + S definierten Voronoi-Zellen. V[n] gebe die dem Knoten n zugeordnete Voronoi-Zelle an.
7. Sei M eine Farbabbildung, die einen RGBA-Wert definiert, der den Bereich von c überspannt (rot, grün, blau und alpha (Transparenz)).
8. Für jeden Knoten in S: Weise der Voronoi-Zelle unter Verwendung der Farbabbildung eine Farbe zu: V[n].color = M[c[n]].
9. Rendere die Voronoi-Zellen auf einer Oberfläche mit Koordinaten, die an die Knotenkoordinaten angepasst sind.
10. Filtere diese Oberfläche unter Verwendung eines Tiefpassfilters, um die RGB-Komponenten zu mischen.
11. Rendere die gefilterte Oberfläche auf einer Anzeige mit Karteninformationen.

4 ist ein durch das System 100 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform erzeugter beispielhafter Ausgabebildschirm 400. Wie in 4 gezeigt ist, gibt es einen Ausgangsortknoten 402, ein erstes Gebiet 404, ein zweites Gebiet 406, ein drittes Gebiet 408 und ein viertes Gebiet 410. In einer Ausführungsform enthält das erste Gebiet 404 Knoten mit ersten Fahrtkosten, enthält das zweite Gebiet 406 Knoten mit zweiten Fahrtkosten, die höher als die ersten Fahrtkosten sind, enthält das dritte Gebiet 408 Knoten mit dritten Fahrtkosten, die höher als die zweiten Fahrtkosten sind, und enthält das vierte Gebiet 410 Knoten mit vierten Fahrtkosten, die höher als die dritten Fahrtkosten sind. Obwohl die Anzeige in 4 schwarzweiß gezeigt ist, kann sie farbig sein, wobei jede Farbe eine andere Fahrbeschränkung bezeichnet. Von Ausführungsformen kann bei der Anzeige der Fahrzeugreichweitenprognose irgendeine Art und Weise der Abgrenzung der verschiedenen Fahrtkosten verwendet werden.
Ein Verfahren zum Verbessern der Ausführungszeit der Reichweitenprognose ist die Verwendung von 'Stufenpforten' [engl.: ”step-gates”]. Eine Stufenpforte wird dadurch implementiert, dass zunächst alle Straßen in Kategorien klassifiziert werden. Allgemein ist die Klassifizierung einer Straße umso höher, je mehr Fahrspuren sie aufweist oder je schneller sie ist. Eine Stufenpfortenlogik lässt lediglich zu, dass ein Knoten Strecken betrachtet, die Knoten mit gleichen oder höheren Klassen von Straßen verbinden. Dies kann dadurch implementiert werden, dass eine zusätzliche Logik zu der Reichweitenprognoselogik 114 hinzugefügt wird, wobei brauchbare Nachbarknoten nur auf der Grundlage der Straßenklassifizierungen zugelassen werden.
Technische Wirkungen enthalten die Fähigkeit, beim Prognostizieren einer Fahrtreichweite für ein Fahrzeug sowohl Streckenführungsziele als auch Fahrbeschränkungen zu berücksichtigen.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Erfindung in Form computerimplementierter Prozesse und von Vorrichtungen zum Verwirklichen dieser Prozesse verkörpert werden. Ausführungsformen der Erfindung können ebenfalls in Form von Computerprogrammcode verkörpert werden, der Anweisungen enthält, die in konkreten Medien wie etwa Disketten, CD-ROMs, Festplatten oder irgendeinem anderen computerlesbaren Speichermedium verkörpert sind, wobei der Computer zu einer Vorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung wird, wenn das Computerprogramm in einen Computer geladen und durch ihn ausgeführt wird. Eine Ausführungsform der Erfindung kann z. B. ebenfalls in Form von Computerprogrammcode verkörpert werden, gleich, ob er in einem Speichermedium gespeichert ist, in einen Computer geladen und/oder durch ihn ausgeführt wird oder über ein Übertragungsmedium wie etwa über eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, über Faseroptik oder über elektromagnetische Strahlung übertragen wird, wobei der Computer zu einer Vorrichtung zur Verwirklichung der Erfindung wird, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch ihn ausgeführt wird. Wenn die Computerprogrammcodesegmente in einem Universalmikroprozessor implementiert werden, konfigurieren sie den Mikroprozessor zum Erzeugen spezifischer Logikschaltungen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht der Fachmann auf dem Gebiet, dass für ihre Elemente verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Schutzumfang abzuweichen. Somit soll die Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern enthält die Erfindung alle Ausführungsformen, die im Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung liegen.

Claims

System zum Bereitstellen einer Fahrzeugreichweitenprognose, wobei das System umfasst: einen Host-System-Computer; und eine Logik, die durch den Host-System-Computer ausgeführt werden kann, wobei die Logik zum Implementieren eines Verfahrens konfiguriert ist, wobei das Verfahren umfasst: Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs; Identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug; Aufbauen von Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen; und Ausgeben wenigstens eines Abschnitts wenigstens einer Strecke und von Fahrtkosteninformationen, die dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnet sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Fahrbeschränkungen eine Entfernung und/oder eine Zeitdauer und/oder eine Energienutzung enthalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Streckenführungsziele das Minimieren der Fahrzeit und/oder das Minimieren der Fahrstrecke und/oder das Minimieren der Energienutzung enthalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Eingabe in das Aufbauen von Strecken eine Streckenführungsheuristik enthält, die gleich dem Negativen einer Entfernung von dem Ausgangsort des Fahrzeugs zu einem der Zielorte für das Fahrzeug ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Aufbauen von Strecken enthält: Unterhalten von Fahrtkosten für jede der Strecken; und Beseitigen einer Strecke in Ansprechen darauf, dass die Fahrtkosten der Strecke wenigstens eine der Fahrbeschränkungen übersteigt.
Verfahren zur Bereitstellung einer Fahrzeugreichweitenprognose, wobei das Verfahren umfasst: Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs; Identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug; Aufbauen von Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen; und Ausgeben wenigstens eines Abschnitts wenigstens einer Strecke und von Fahrtkosteninformationen, die dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Eingabe in das Aufbauen von Strecken eine Streckenführungsheuristik enthält, die gleich dem Negativen einer Entfernung von dem Ausgangsort des Fahrzeugs zu einem der Zielorte für das Fahrzeug ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Aufbauen von Strecken enthält: Unterhalten von Fahrtkosten für jede der Strecken; und Beseitigen einer Strecke in Ansprechen darauf, dass die Fahrtkosten der Strecke wenigstens eine der Fahrbeschränkungen übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Aufbauen von Strecken das Verwenden von Voronoi-Zellen zum Aufteilen der Strecken auf der Grundlage der Fahrtkosteninformationen enthält.
Computerprogrammprodukt zum Bereitstellen einer Fahrzeugreichweitenprognose, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium umfasst, das mit Anweisungen codiert ist, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, veranlassen, dass der Computer ein Verfahren implementiert, wobei das Verfahren umfasst: Identifizieren eines Ausgangsorts eines Fahrzeugs; Identifizieren von Zielorten für das Fahrzeug; Aufbauen von Strecken von dem Ausgangsort zu den Zielorten auf der Grundlage von Streckenführungszielen und Fahrbeschränkungen; und Ausgeben wenigstens eines Abschnitts wenigstens einer Strecke und von Fahrtkosteninformationen, die dem wenigstens einen Abschnitt wenigstens einer Strecke zugeordnet sind.