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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Navigationssysteme und Routenplaner, die aufgrund vorliegender geografischer Informationen Verbindungswege und Entfernungen zwischen verschiedenen Orten ermitteln.
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Ein übliches Navigationssystem weist zu diesem Zweck wenigstens eine Datenbank oder eine Zugriffsmöglichkeit auf eine Datenbank, eine Routenberechnungseinrichtung sowie eine Anwenderschnittstelle auf. Entfernungen bzw. kürzeste Verbindungen werden üblicherweise unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Metrik, wie beispielsweise der auf der Route zurückzulegenden Straßenkilometer oder der erforderlichen Fahrzeit oder eines erforderlichen Kraftstoffaufwands, ermittelt.
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Zusätzlich zur Ermittlung von Verbindungswegen können einige Navigationssysteme auch sogenannte Sonderziele suchen, die beispielsweise vorgegebenen Kategorien entsprechen können, wie z. B. Restaurants, Tankstellen oder ähnliche Institutionen, oder die auf andere Weise als geografische Informationen in das Navigationssystem eingegeben werden können, wie beispielsweise ein aktueller Standort sowie ein Ort, der mittels GPS(Global Positioning System)-Koordinaten in die Datenbank des Navigationssystems eingegeben wird.
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Die Suche nach derartigen Sonderzielen, die beispielsweise dem gegenwärtigen Aufenthaltsort besonders nah sein sollen oder die auf einer zurückzulegenden Route mit geringem Umweg erreichbar sein sollen, gestaltet sich üblicherweise schwierig. Oft sind zwar Sonderziele in der Datenbank enthalten, jedoch sind die Informationen, von welchem Anschlussknoten aus sie zu erreichen sind und wie weit die Sonderziele von diesem Anschlussknoten entfernt sind, üblicherweise schwierig zu ermitteln.
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Üblicherweise können Datenbanken insoweit vorbereitet sein, dass zusätzlich zu den Sonderzielen der jeweilige geometrische (Luftlinien-)Abstand zu bestimmten Punkten, wie beispielsweise Autobahnabfahrten, bekannt ist. Dabei ist jedoch jeweils nicht sicher, dass die entsprechenden Sonderziele von den zugeordneten Anschlussknoten aus sicher erreicht werden können oder dass die Entfernung, beispielsweise in Straßenkilometern, aufgrund des gegebenen Wegenetzes eine gute Erreichbarkeit gewährleistet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Suchmöglichkeit für Sonderziele zu schaffen, die unter der Voraussetzung eines bestimmten Aufenthaltsortes oder einer zurückzulegenden Route von diesen aus in Bezug auf gegebene Kriterien gut und auf kurzem Wege erreichbar sind.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Dazu ist ein Verfahren zur Ermittlung von qualifizierten Sonderzielen mithilfe eines Navigationssystems mit einer Datenbank, einer Anwenderschnittstelle sowie einer Routenberechnungseinrichtung unter Berücksichtigung wenigstens eines vorgegebenen Ortes, insbesondere eines Aufenthaltsortes und/oder einer Route mit folgenden Schritten vorgesehen:
- – In einem ersten Schritt werden, falls eine Route berücksichtigt wird, mit Wegstücken außerhalb der Route verbundene Abzweigknoten auf der Route ermittelt,
- – in einem zweiten Schritt werden der vorgegebene Ort und/oder die ermittelten Abzweigknoten als Anfangsknoten verwendet, und von wenigstens einem Anfangsknoten aus werden die an diesem beginnenden Wegstücke außerhalb der Route bis zu den jeweils unmittelbar benachbarten Endknoten ermittelt sowie die dabei jeweils berührten Sonderziele gespeichert, wobei zu jedem ermittelten Endknoten wenigstens ein Wert gespeichert wird, der eine Gesamtweglänge zwischen dem jeweiligen Anfangsknoten und dem Endknoten des jeweiligen Wegstücks gemäß einer vorgegebenen Metrik angibt, und
- – in einem Erweiterungsschritt wird derjenige Endknoten, der mit dem ihm zugeordneten Anfangsknoten durch die kürzeste Gesamtweglänge verbunden ist, ermittelt und als Erweiterungsknoten verwendet, die von diesem abgehenden, bisher noch nicht berücksichtigten Wegstücke bis zu den jeweils nächsten, unmittelbar benachbarten Endknoten werden ermittelt, und die Gesamtweglängen, die die in diesem Erweiterungsschritt ermittelten Endknoten mit dem ihnen jeweils zugeordneten Anfangsknoten verbinden, werden den jeweiligen Endknoten zugeordnet und, ebenso wie die bis zu den Endknoten aufgefundenen Sonderziele, gespeichert, und darauf wird die Erfüllung einer Abbruchbedingung geprüft und, falls diese nicht erfüllt ist, der Erweiterungsschritt unter Berücksichtigung der beim zuletzt durchlaufenen Erweiterungsschritt abgespeicherten Endknoten wiederholt, wobei die einmal als Erweiterungsknoten verwendeten Endknoten später nicht mehr als mögliche Erweiterungsknoten berücksichtigt werden.
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Falls die Suche von einem einzigen Ort ausgeht, kann beispielsweise ein gegenwärtiger Aufenthaltsort oder ein anderer beliebiger Knotenpunkt eines digitalen Straßennetzes, das in der Datenbank gespeichert ist, gewählt werden. Von diesem ausgehend expandiert das System die Straßenverläufe nach dem Prinzip der sogenannten heuristischen Suche, indem die von dem Knotenpunkt ausgehenden Straßenverläufe bis zu dem jeweils nächsten Endknoten verfolgt werden. Wird bei dieser Expansion ein Sonderziel gefunden, so wird dieses im Zusammenhang mit dem Anfangsknoten und dem Endknoten, in Zusammenhang mit welchem es berührt oder gefunden wurde, gespeichert, ebenso wie die für den Gesamtweg zwischen dem Anfangsknoten und dem Endknoten ermittelte Gesamtweglänge in der jeweils vorgegebenen Metrik. Die Metrik kann hierbei beispielsweise in der Messung der zurückzulegenden Straßenentfernung, der hierfür voraussichtlich benötigten Fahrzeit oder eines Kraftstoffaufwands oder einer gegebenenfalls gewichteten Kombination dieser drei Parameter bestehen.
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Die Sonderziele können jeweils auch Knoten des Wegenetzes in der Datenbank darstellen und somit als Endknoten erscheinen. Sie können auch auf Wegstücken mit Entfernungsangabe zum nächsten Knoten positioniert sein.
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Werden Sonderziele von einer Route ausgehend ermittelt, so kann dieser Vorgang für verschiedene Anschlussknoten der Route nacheinander durchlaufen werden.
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Die auf diese Weise ermittelten Gesamtwege zwischen Anfangsknoten und Endknoten werden bezüglich der ermittelten Gesamtweglänge geordnet und mitsamt der jeweils ermittelten Gesamtweglänge gespeichert. Es kann dann beispielsweise eine nach Gesamtweglänge geordnete Liste von Gesamtwegen zwischen Anfangsknoten und Endknoten vorliegen. An dieser Stelle kann das Verfahren abgebrochen werden, sofern eine vorgegebene Abbruchbedingung erfüllt ist. Beispielsweise kann diese darin liegen, dass bereits eine bestimmte Anzahl von Erweiterungsschritten durchlaufen worden ist oder dass die ermittelten Gesamtweglängen eine bestimmte Mindestlänge erreicht haben oder dass die Suche bereits eine bestimmte vorgegebene Zeit in Anspruch genommen hat. Ist die Abbruchbedingung nicht erfüllt, so wird das Verfahren fortgesetzt und der Erweiterungsschritt unter Berücksichtigung der beim zuletzt durchlaufenen Erweiterungsschritt abgespeicherten Endknoten wiederholt, wobei jeder Endknoten nur genau einmal als Erweiterungsknoten verwendet werden kann. Damit wird sukzessive, Erweiterungsschritt für Erweiterungsschritt, ausgehend von den Anfangsknoten das Wegenetz auf der Suche nach Sonderzielen in einer sogenannten breiten Suche durchsucht, wobei als Ergebnis die Sonderziele im Umfeld der Anfangsknoten gefunden und mit jeweiligem Abstand zu dem mit ihnen verknüpften Anfangsknoten zusammen abgespeichert werden können.
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Dadurch, dass die Suche jeweils an den Endknoten fortgesetzt wird, die nach der gegebenen Metrik dem jeweiligen Anfangsknoten am nächsten sind, wird die Suche effizient gestaltet, und die Entfernung vom Anfangsknoten, in der nach Sonderzielen gesucht wird, wird in sehr effizienter Weise nach und nach im Verlauf der Suche erweitert. Damit kann sichergestellt werden, dass die dem Anfangsknoten am nächsten liegenden Sonderziele in der gegebenen Metrik aller Wahrscheinlichkeit nach zuerst gefunden werden.
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Es kann als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass innerhalb eines Erweiterungsschritts für jeden innerhalb dieses Schritts aufgefundenen Endknoten, der in einem vorangegangenen Erweiterungsschritt bereits einmal als Endknoten aufgefunden worden ist, die diesem bereits früher zugeordnete Gesamtweglänge zu einem Anfangsknoten verglichen wird mit der Gesamtlänge, die im laufenden Erweiterungsschritt zwischen dem Anfangsknoten und diesem Endknoten ermittelt worden ist, und dass, falls die im laufenden Erweiterungsschritt ermittelte Gesamtweglänge kürzer ist, diese dem Endknoten zugeordnet wird.
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Mit diesem Schritt wird sichergestellt, dass bei Endknoten, die vom jeweiligen Anfangsknoten auf mehreren Wegen erreichbar sind, jeweils der kürzeste Gesamtweg gespeichert wird und dass auch bei folgenden Erweiterungsschritten der entsprechende Endknoten mit der ihm zukommenden Priorität als Erweiterungsknoten berücksichtigt wird. Auch mit dieser Maßnahme wird eine besonders effiziente und aufwandsminimierte Erweiterung des Suchbereichs nach Sonderzielen vom Anfangsknoten ausgehend sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass, falls im laufenden Erweiterungsschritt einem Endknoten, dem bereits in einem vorangegangenen Erweiterungsschritt eine erste, längere Gesamtweglänge zugeordnet war, eine zweite, kürzere Gesamtweglänge zugeordnet wird, sowohl die erste als auch die zweite Gesamtweglänge gespeichert werden. Damit werden zu den Endknoten, die auf mehreren Gesamtwegen von einem Anfangsknoten aus erreichbar sind, diese Gesamtwege parallel zueinander gespeichert und stehen damit zur Auswahl zur Verfügung, beispielsweise wenn sich herausstellt, dass verschiedene Wegstücke unterschiedlichen Nutzungsbeschränkungen unterliegen, so dass beispielsweise bei Vorliegen eines besonderen Fahrzeugtyps bestimmte Verbindungswege nicht befahren werden können. Es kann dann in effizienter Weise auf die befahrbaren Gesamtwege ausgewichen werden. Üblicherweise wird dabei bei der Auswahl des Gesamtwegs mit dem kürzesten Gesamtweg begonnen und für diesen überprüft, ob eventuelle Nutzungsbeschränkungen die Befahrbarkeit für das aktuelle Fahrzeug einschränken. Ist dies der Fall, so wird mit dem jeweils nächstlängeren Weg fortgefahren und für diesen geprüft, ob die Nutzungsbeschränkungen geringer sind und dieser für das aktuelle Fahrzeug befahrbar ist, und so fort.
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Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass innerhalb eines Erweiterungsschritts jedem Endknoten, der bereits in einem vorangegangenen Erweiterungsschritt aufgefunden worden ist, die beim ersten Auffinden des Endknotens diesem zugeordnete Gesamtweglänge zugeordnet bleibt. Damit werden einmal zugeordnete Gesamtweglängen, die zur Verbindung zwischen einem Anfangsknoten und einem Endknoten abgespeichert sind, in der Folge nicht ersetzt. Dies senkt den Aufwand beim Suchvorgang und der Datenverwaltung.
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Es kann zudem auch vorgesehen sein, dass innerhalb eines Erweiterungsschritts jedem Endknoten, der bereits in einem vorangegangenen Erweiterungsschritt aufgefunden worden ist, die im laufenden Erweiterungsschritt zwischen dem Anfangsknoten und diesem Endknoten ermittelte Gesamtweglänge zugeordnet und gespeichert wird. Mit dieser Variante wird jedem Endknoten in Bezug auf den mit ihm verknüpften Anfangsknoten die jeweils zuletzt berechnete Gesamtweglänge bezüglich des zuletzt aufgefundenen Verbindungsweges zugeordnet. Früher ermittelte Daten werden dabei einfach überschrieben. Auch dieses Verfahren stellt ein besonders unaufwendiges und schnelles Suchverfahren dar, gewährleistet zwar nicht das Auffinden des kürzesten Verbindungsweges, jedoch eine schnelle und unaufwendige Suche, die auch mit geringen Ressourcen der Routenberechnung bewältigbar ist.
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Die Gesamtweglänge, die zwischen einem Anfangsknoten und einem Endknoten oder zwischen einem Erweiterungsknoten und einem Endknoten jeweils ermittelt wird, kann der zwischen den verschiedenen Knoten zurückzulegenden Straßenfahrstrecke entsprechen (in Straßenkilometern), oder auch der für diese Straßenfahrstrecke berechneten Fahrzeit, wobei typische Normberechnungsverfahren zum Einsatz kommen können. Bei der Berechnung der Fahrzeit können beispielsweise auch augenblicklich von einem Verkehrsleitsystem gemeldete Staus mit eingerechnet werden. Zudem können bei der Berechnung der Fahrzeit auch Geschwindigkeitsbegrenzungen und andere Nutzungsbeschränkungen mitberechnet werden. Eine weitere mögliche Metrik für die Bestimmung der Gesamtweglänge besteht darin, den für das Zurücklegen der Straßenentfernung notwendigen Kraftstoffaufwand zu berechnen, oder es kann auch eine Metrik gewählt werden, die die Entfernung in Straßenkilometern, die berechnete Fahrzeit und den Kraftstoffaufwand oder zwei von diesen drei Parametern kombiniert, beispielsweise in gewichteter Weise.
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Die Metrik zur Bestimmung der Gesamtweglänge kann beispielsweise auch die zurückzulegenden Höhenunterschiede in Höhenmetern berücksichtigen. Dies kann insbesondere bei der Verwendung in Verbindung mit Fahrrädern oder schwerfälligen Fahrzeugen nützlich sein.
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Bei der Suche nach Sonderzielen und der allmählichen Erweiterung der Suche um einen Anfangsknoten herum kann zudem vorteilhaft vorgesehen sein, dass einem Endknoten dann, wenn ein zu ihm führendes Wegstück, insbesondere unter Berücksichtigung des Fahrzeugtyps, nicht befahrbar ist, keine Gesamtweglänge zugeordnet wird oder dass das nicht befahrbare Wegstück nicht als Verbindung berücksichtigt wird oder dass dem jeweiligen Endknoten eine Gesamtweglänge zugeordnet wird, die größer ist als alle anderen bisher ermittelten Gesamtweglängen. Damit werden Verwerfungen bei der Zuordnung von Gesamtweglängen zu Sonderzielen infolge von Nutzungsbeschränkungen der Zufahrtswege für bestimmte Fahrzeugtypen vermieden. Es kann dann beispielsweise unterschieden werden, dass ein bestimmtes Sonderziel für einen ersten Fahrzeugtyp, beispielsweise eine Limousine, von einem Anschlussknoten aus leicht erreichbar ist, da für die Limousine das gesamte Streckennetz befahrbar ist, während für einen Schwerlast-Lkw das Sonderziel von dem Anschlussknoten aus kaum erreichbar ist, da die kürzesten Wege alle enge Beschränkungen des zulässigen Gesamtgewichts aufweisen. In diesem Fall wird das Sonderziel einem Fahrer, der einen Schwerlast-Lkw fährt, nicht angeboten.
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Die Wege, die ein entsprechendes Wegstück mit speziellen Nutzungsbeschränkungen umfassen, werden aus der Liste gelöscht, so dass solche Wege auch nicht zur Ermittlung weiter entfernt liegender Sonderziele mit berücksichtigt werden. Damit wird auch die weitere Suche nach Sonderzielen, die für einen bestimmten Fahrzeugtyp geeignet sind, d. h. bestimmte Nutzungsbeschränkungen nicht aufweisen, effizienter gestaltet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zu jedem gefundenen Sonderziel der Ausgangsknoten zugeordnet und abgespeichert wird, von dem ausgehend das Sonderziel ermittelt worden ist. Damit sind die Sonderziele, beispielsweise auch nach bestimmten Kategorien geordnet, am Ende der Suche in geeigneter Weise den zur Verfügung stehenden oder in einer gegebenen Route befindlichen Anschlussknoten leicht zuordenbar, so dass die Suche nach Sonderzielen erheblich vereinfacht und beschleunigt wird. Es ist außerdem hiermit erreicht, dass Sonderziele nur solchen Anschlussknoten zugeordnet werden, von denen aus sie über das gegebene Wegenetz ohne Schwierigkeiten erreichbar sind. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden Sonderziele oft ausschließlich nach dem Kriterium der geometrischen Entfernung bestimmten Verkehrsknoten oder Anschlussknoten zugeordnet. Die zur Verfügung stehenden Daten werden damit durch die Erfindung wesentlich zuverlässiger und besser nutzbar.
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Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass zu jedem gefundenen Sonderziel von einem Anfangsknoten aus die Gesamtweglänge gespeichert und/oder angezeigt wird. Damit können die Sonderziele beispielsweise in einfacher Weise nach den Abständen vom jeweils nächstliegenden Anschlussknoten sortiert werden, so dass beim Planen einer Route auch zu verschiedenen Anschlussknoten eine Gesamtsuche nach Sonderzielen durchgeführt werden kann, wobei verglichen werden kann, von welchem Anschlussknoten ein Sonderziel der gegebenen Kategorie besonders einfach und auf kurzem Wege erreichbar ist. Dieses Merkmal der Erfindung kann beispielsweise dann seinen Vorteil entfalten, wenn eine Tankstelle entlang einer Route gesucht wird und an einer Stelle zwar eine Tankstelle in direkter geografischer Nähe zu einer Autobahnausfahrt gegeben ist, jedoch zum Erreichen der Tankstelle eine Brücke oder Unterquerung der Autobahn gewählt werden muss, die den Anfahrtsweg zu diesem Sonderziel erheblich verlängert. Es wird dann im Vergleich der Entfernungskilometer, beispielsweise der Straßenkilometer, sehr schnell herausgefunden, dass an einem anderen Anschlussknoten möglicherweise eine Tankstelle auf kürzerem Weg erreichbar ist.
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Vorteilhafte Möglichkeiten für die Auswahl einer Metrik, die der Berechnung der Gesamtweglängen zugrunde gelegt wird, sind bereits weiter oben erwähnt worden. Die entsprechende Metrik kann beispielsweise auch vom jeweiligen Fahrzeugtyp abhängig gemacht werden und über die Anwenderschnittstelle beispielsweise bei der Suche von Sonderzielen vorher angewählt werden. Wenn es beispielsweise auf die Verkürzung der Gesamtfahrzeit ankommt, kann bei der Sonderzielsuche der Weg durch die erforderliche Fahrzeit bestimmt werden, während ohne einen entsprechenden Zeitdruck die Metrik auf dem Vergleich der Entfernungen in Straßenkilometern basieren kann. Ist ein Fahrer mit dem Fahrrad unterwegs, so kann in einem solchen Fall die Metrik der zu überwindenden Höhenmeter zugrunde gelegt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedem Sonderziel die Luftlinienentfernung zum nächstliegenden, diesem zugeordneten Anfangsknoten sowie die Angabe der Himmelsrichtung vom Anfangsknoten aus gesehen zugeordnet und gespeichert wird. Auf diese Weise ist nach der Sonderzielsuche mithilfe der Anwenderschnittstelle dem Benutzer in übersichtlicher Weise anzeigbar, wie weit das Sonderziel in Luftlinienentfernung vom jeweiligen Anschlussknoten liegt. Es ist auch sinnvoll, ausschließlich die Richtung anzuzeigen, in der das Sonderziel vom Anschlussknoten aus liegt, da für die Einschätzung des Aufwandes, der zum Erreichen des Sonderziels notwendig ist, die Luftlinienentfernung möglicherweise uninteressant ist. Es kann beispielsweise eine Kombination aus der Himmelsrichtung und der Entfernung in Straßenkilometern oder aus der Himmelsrichtung und der erforderlichen Fahrzeit zum Sonderziel oder dem erforderlichen Kraftstoffaufwand zum Erreichen des Sonderziels angezeigt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in mehreren Figuren gezeigt und anschließend erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einem schematischen Aufbau ein Navigationssystem,
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2 eine vorgeplante Route mit Anschlussknoten und Wegstücken, die sich an diese anschließen,
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3 die Darstellung eines Wegenetzes zwischen einem Anschlussknoten und zwei Sonderzielen sowie
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4 die Darstellung eines Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt schematisch ein Navigationssystem mit einer Datenbank 1, einer Routenberechnungseinrichtung 2, einer Anwenderschnittstelle 3 sowie einer fakultativen Ortungseinrichtung (GPS) 4. Die Anwenderschnittstelle weist im Einzelnen einen Anzeigebildschirm 3a auf, der beispielsweise als Touchscreen ausgebildet sein und Softkeys 3d aufweisen kann.
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Zusätzlich oder alternativ dazu können Eingabetasten 3b und/oder ein Joystick 3c oder ein anderes übliches Eingabeinstrument vorgesehen sein.
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In der Datenbank 1 sind ein Wegenetz mit Verkehrsknoten sowie den Eigenschaften der Wegstücke zwischen den Verkehrsknoten und zusätzlich Informationen über Sonderziele gespeichert. Die Routenberechnungseinrichtung ist in der Lage, mit an sich bekannten Verfahren zwischen vorgegebenen Anfangs- und Endpunkten Wege zu ermitteln und zu berechnen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Sonderziele mit Anschlussknoten verknüpft werden, wobei die tatsächliche Erreichbarkeit der Sonderziele und die Länge der Verbindungswege nach einer gegebenen Metrik von den Anschlussknoten aus im Vordergrund stehen. Eine derartige Aufbereitung der Informationen über die Sonderziele kann wenigstens teilweise oder vollständig vor der tatsächlichen Benutzung des Navigationssystems bereits fabrikseitig geschehen. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren ganz oder teilweise während der Systemlaufzeit, d. h. während der Benutzung des Systems, zu durchlaufen.
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2 zeigt eine typische Route zwischen einem Anfangsort 5 und einem Zielort 6. Der Anfangsort 5 kann beispielsweise der Aufenthaltsort des Fahrzeugs während der Routenplanung sein.
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Beispielsweise kann in dem gezeigten Beispiel vom Fahrer eines Fahrzeugs eine Route zwischen dem Anfangsort 5 und dem Zielort 6 vorgeplant werden, wobei die Route die Abzweigknoten 7, 8, 9 passiert. Die Abzweigknoten 7, 8, 9 sind in diesem Beispiel allesamt Autobahnausfahrten. In Navigationssystemen gemäß dem Stand der Technik könnten jeweils gewünschte Sonderziele in einem geografischen Umkreis von den Abzweigknoten 7, 8, 9, d. h. mit einem gewissen Maximalabstand, gemessen in der Luftlinie, gesucht werden. Damit wäre jedoch auch bei Auffinden von Sonderzielen der gesuchten Art unsicher, ob diese auch über das Wegenetz von dem jeweiligen Abzweigknoten aus angefahren werden könnten oder über eine akzeptable Gesamtweglänge erreichbar wären.
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In dem gegebenen Beispiel sollen Sonderziele der ersten Art 10, 11, 12, 13 durch Dreiecke dargestellt sein und Tankstellen repräsentieren. Sonderziele der zweiten Art 14, 15, 16, 17, 18 sind durch Vierecke dargestellt und stellen Restaurants dar.
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Es ist deutlich, dass in dem geografischen Umkreis, der jeweils durch einen gestrichelten Kreis 19, 20, 21 um die jeweiligen Abzweigknoten 7, 8, 9 dargestellt ist und der beispielsweise eine Luftlinienentfernung von 15 Kilometern anzeigt, jeweils Sonderziele beider Arten im Umfeld jedes Abzweigknotens vorhanden sind. Ein einzelnes Sonderziel 18 stellt ein Restaurant dar, das außerhalb des gestrichelten Kreises 21 um den Abzweigknoten 9 liegt und deshalb auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht in Betracht gezogen wird.
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Bei der systematischen breiten Suche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun die Wegstücke, die direkt von den Abzweigknoten/Anfangsknoten 7, 8, 9 ausgehen und die in der Figur mit 20, 21, 22, 23, 24, 25 für die beiden Abzweigknoten/Anfangsknoten 7, 8 bezeichnet sind, jeweils nach Sonderzielen abgesucht. Zum Abzweigknoten 7 werden auf den genannten Wegstücken 20, 21, 22 keine Sonderziele gefunden. Zum Abzweigknoten 8 wird auf dem Wegstück 25 an dessen Ende eine Tankstelle 12 und auf dem Wegstück 23 an dessen Ende ein Restaurant 15 gefunden. Die Weglängen aller Wege von den Abzweigknoten 7, 8, 9 zu den jeweiligen Endpunkten der Wegstücke 20, 21, 22, 23, 24, 25 werden ermittelt und gespeichert. Gleiches wird für den dritten Abzweigknoten 9 für die dort direkt von dem Anfangsknoten 9 ausgehenden Wegstücke durchgeführt. Die beiden im ersten Schritt aufgefundenen Sonderziele 12, 15 werden mitsamt der jeweiligen Weglänge von dem Abzweigknoten/Anfangsknoten 8 gespeichert und mit dem Abzweigknoten 8 verknüpft. Zudem kann noch Luftlinienentfernung und die Streckenlänge vom Abzweigknoten 8 zu den Sonderzielen 12, 15 und die Himmelsrichtung der Sonderziele vom Abzweigknoten 8 aus gesehen gespeichert werden. Diese Größen können später nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens dem Fahrer unmittelbar zur Auswahl zur Verfügung gestellt werden.
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Anhand der 3 wird nun das Verfahren mit mehreren Erweiterungsschritten auch unter Einbeziehung von Nutzungsbeschränkungen auf einzelnen Wegstücken noch detaillierter dargestellt.
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3 zeigt einen Abzweigknoten 26, der eine Autobahnabfahrt einer Route darstellt und als Anfangsknoten für die Suche einerseits nach einer Tankstelle 40, dargestellt durch ein Dreieck, und andererseits nach einem Hotel 42, dargestellt durch einen Kreis, verwendet wird. Anhand des beispielhaft dargestellten Wegenetzes wird die mehrstufige Suche beschrieben.
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Zunächst werden von dem Abzweigknoten 26 ausgehend die außerhalb der Route liegenden, mit diesem unmittelbar verbundenen Wegstücke 27, 28, 29 mit den Endknoten 30, 40, 41 erfasst. Die Wegstücke 27, 28, 29 werden in diesem Zusammenhang auch als "erste Wegstücke" bezeichnet, da sie in einem ersten Schritt gefunden werden.
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Am Ende des Wegstücks 28 wird das Sonderziel Tankstelle 40 als Endknoten gefunden. Die Entfernung über das Wegstück 28, beispielsweise gemessen in Straßenkilometern, wird registriert. Das entsprechende Sonderziel mitsamt der Entfernung zum Abzweigknoten 26 und der Himmelsrichtung vom Abzweigknoten aus gesehen wird gespeichert.
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Auch die Länge der Wegstücke 27, 29 und die erreichten Endknoten 30, 41 mit den entsprechenden Entfernungen werden gespeichert.
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Für das hier gegebene Beispiel wird angenommen, dass bei dem Wegstück 28 eine Begrenzung des zulässigen Gesamtgewichts für Fahrzeuge auf 2,8 Tonnen vorliegt. Wird ein Sonderziel für die Verwendung von schweren Lastwagen gesucht, so kann dieses Wegstück 28 nicht befahren werden. Bei der Suche wird somit das Wegstück 28 und auch das ausschließlich über dieses Wegstück gefundene Sonderziel 40 zunächst gelöscht, oder das Wegstück 28 wird mit einer unrealistisch langen Weglänge abgespeichert. In diesem Fall wird in einem zweiten Schritt von den Endpunkten 30, 41 aus weitergesucht. Es ergeben sich die zweiten Wegstücke 31, 32, 33, 37, 38, 39 und die entsprechenden Endknoten 42 (Sonderziel Hotel), 43, 40 (Sonderziel Tankstelle), 44 und 45. Spätestens in diesem zweiten Schritt wird somit das Sonderziel 40 auch ohne Berücksichtigung des Wegstücks 28 gefunden.
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Unter der Annahme, dass keine Gewichtsbeschränkung auf dem Wegstück 28 besteht, wird das Sonderziel 40 im zweiten Schritt unter Berücksichtigung anderer Gesamtwege zum zweiten Mal gefunden. Es wird dann beispielsweise der Gesamtweg über die Wegstücke 27, 33 und 29, 37 verglichen mit der Verbindung vom Abzweigknoten 26 direkt über das Wegstück 28 zum Sonderziel 40. Es bestehen dann grundsätzlich die Möglichkeiten, entweder jeweils alle Gesamtwege zwischen Abzweigknoten 26 und Sonderziel 40 mit den entsprechenden Entfernungen (beispielsweise in Straßenkilometern) abzuspeichern und der Streckenlänge nach zu ordnen oder jeweils nur den kürzesten Gesamtweg zu speichern oder den jeweils zuletzt oder zuerst gefundenen Weg abzuspeichern.
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Im vorliegenden Fall wird das Sonderziel wegen der Eliminierung des Wegstücks 28 über die Gesamtwege mit den Wegstücken 27, 33 und 29, 37 im zweiten Schritt zweimal gefunden. Die beiden Weglängen 27, 33 und 29, 37 können dann verglichen werden.
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Wird bei der Bestimmung der Weglänge anstelle der Fahrstrecke beispielsweise die Metrik der aufgewendeten Fahrzeit verwendet, so ergeben sich noch andere Gesichtspunkte. Es wird beispielsweise angenommen, dass auf dem Wegstück 29 eine Geschwindigkeitsbeschränkung auf 10 Kilometer pro Stunde besteht. Diese wird bei der Bestimmung der Fahrzeit zu dem Sonderziel 40 berücksichtigt. Damit ergibt sich auf dem Gesamtweg, der aus den Wegstücken 29, 37 besteht, zu dem Sonderziel 40 eine wesentlich längere Fahrzeit als auf dem Gesamtweg über die Wegstücke 27, 33. Es wird dann der Gesamtweg über die Wegstücke 27, 33 als kürzester Weg zwischen dem Abzweigknoten 26 und dem Sonderziel 40 abgespeichert.
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Im zweiten Schritt werden zudem noch die Endknoten 43, 44, 45 an den Enden der Wegstücke 31, 32, 33, 37, 38, 39 gefunden.
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In einem dritten Schritt werden dann die Endknoten 46, 47 und in einem vierten Schritt, ausgehend von dem Endknoten 46 über das Wegstück 48 sowie ausgehend vom Endknoten 45 über das Wegstück 49, weitere Wege zum Sonderziel 42 gefunden. Die weiteren Gesamtwege zum Sonderziel 42 werden mit den bereits gefundenen Wegen, beispielsweise über die Wegstücke 27, 31, bezüglich der Entfernungsmetrik verglichen und entweder abgespeichert oder verworfen.
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Im Ergebnis liegen, in Abhängigkeit von der gegebenen Entfernungsmetrik und den Parametern des Wegenetzes bzw. der einzelnen Wegstücke, ein oder mehrere Gesamtwege vom Abzweigpunkt 26 zu den Sonderzielen 40, 42 mitsamt Entfernungen, über die Gesamtweglänge und die Himmelsrichtung vom Abzweigknoten 26 aus gesehen, vor.
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Die Reihenfolge der Erweiterungsschritte, d. h., von welchem der aufgefundenen Endknoten 30, 40, 41 ausgehend ein Erweiterungsschritt begonnen wird, hängt davon ab, wie lang (gemäß der gewählten Metrik) die zu diesen aufgefundenen Gesamtwege sind. Im gegebenen Fall sei beispielsweise das Wegstück 27 kürzer als das Wegstück 29 (das Wegstück 28 wird als eliminiert angesehen). In diesem Fall wird der erste Erweiterungsschritt bei dem Endknoten 30 begonnen, d. h., zunächst werden von diesem ausgehend die Wegstücke 31, 32, 33 mit deren Endknoten untersucht. Nach diesem Erweiterungsschritt werden die hierbei gefundenen Endknoten und deren Gesamtweglängen mit einbezogen. Gemeinsam mit diesen wird der Endknoten 41 als neuer Anfangsknoten in Erwägung gezogen, und es wird dessen Entfernung vom Abzweigpunkt 26, gegeben durch die Länge des Wegstücks 29, verglichen mit den Entfernungen der vom Endknoten 30 aus aufgefundenen weiteren Endknoten 42, 43, 40, um eine weitere Reihenfolge der Erweiterung an dem Endknoten zu beginnen, der basierend auf der gewählten Metrik dem Abzweigknoten 26 am nächsten liegt.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten, wobei ein erster Verfahrensschritt 50 die Auswahl eines Abzweigknotens 26 auf einer Route betrifft, von dem aus zunächst in einem zweiten Schritt 51 alle abzweigenden und außerhalb der Route befindlichen Wegstücke 27, 28, 29 gesucht werden. Diese werden in einem dritten Schritt zusammen mit den Endknoten 30, 40, 41 abgespeichert, und es werden die entsprechenden Gesamtweglängen zu den Endknoten ermittelt. In einem vierten Schritt 53 werden die Weglängen zu den Endknoten ermittelt und bezüglich aller bisher gefundenen Endknoten miteinander verglichen, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Nutzungsbeschränkungen der einbezogenen Wegstücke.
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In einem fünften Schritt 54 wird ein Abbruchkriterium geprüft, beispielsweise die bisher ermittelte kürzeste Gesamtweglänge zu einem der in diesem Schritt ermittelten Wegknoten oder die Anzahl der bisher durchlaufenen Erweiterungsschritte oder die bisher insgesamt aufgewendete Rechenzeit. Ist das Abbruchkriterium erfüllt, so wird in einem sechsten Schritt 55 das Verfahren abgebrochen. Ist das Abbruchkriterium nicht erfüllt, so wird vom fünften Verfahrensschritt 54 aus zum zweiten Schritt 51 zurückgesprungen, und es werden von dem im vierten Schritt ermittelten Endknoten, dem die kürzeste Gesamtweglänge zugeordnet ist, aus neue Wegstücke gesucht, die zu weiteren Endknoten führen. Die Schleife der Verfahrensschritte 51 bis 54 wird dann einmal oder mehrere weitere Male durchlaufen, bis das Abbruchkriterium erfüllt ist.
