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Die Erfindung betrifft ein Navigationssystem für ein Fahrzeug, mit einem Routenbestimmungsmodul zum Berechnen einer zu einem Zielort verlaufenden Route für das Fahrzeug, und mit einem Zielführungsmodul zum Berechnen von Fahrmanövern zum Folgen der berechneten Route.
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Die
DE 10 2010 052 098 A1 offenbart ein Verfahren, welches eine verbesserte Routenplanung und/oder Zielführung durch das Ermitteln von Spurwechseln des Fahrpfads ermöglichen soll.
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Moderne Navigationssysteme bzw. Navigationsgeräte, insbesondere für Fahrzeuge wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, sind meist aus Modulen aufgebaut, welche voneinander unabhängig sein können. Diese Module sind beispielsweise durch Software realisiert und werden durch eine elektronische Recheneinrichtung verwirklicht. Eines der Module ist beispielsweise ein Positionsbestimmungsmodul, welches eine Position des Fahrzeugs bestimmt. Ein weiteres der Module ist beispielsweise ein Routenbestimmungsmodul zum Berechnen einer zu einem Zielort verlaufenden Route für das Fahrzeug. Beispielsweise berechnet das Routenbestimmungsmodul die Route von einem vorgebbaren Ausgangsort wie beispielsweise dem aktuellen Standort des Fahrzeugs zu dem Zielort. Das Fahrzeug kann, beispielsweise von dem Fahrer, entlang der Route gefahren werden, um zu dem Zielort zu gelangen.
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Ein drittes der Module ist beispielsweise ein Zielführungsmodul, welches, beispielsweise in einer sogenannten Manövergenerierung, Fahrmanöver zum Folgen der berechneten Route berechnet. Dies bedeutet, dass wenn das Fahrzeug bzw. der Fahrer die berechneten Fahrmanöver befolgt und somit ausführt, das Fahrzeug entlang der Route gefahren wird, das heißt die Route abfährt und in der Folge zu dem Zielort gelangt. Das Berechnen der Route wird auch als Routenbestimmung oder Routenberechnung bezeichnet. Die Fahrmanöver werden beispielsweise dem Fahrer akustisch und/oder optisch präsentiert, sodass der Fahrer entlang der Route geführt wird und dadurch beim Abfahren der Route unterstützt wird. Dies wird auch als Routenführung bezeichnet.
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In der Regel basiert die Routenbestimmung bzw. Routenberechnung auf einer abstrahierten Vektorkarte. Häufig kommen in Navigationssystemen sogenannte eingebettete Systeme zum Einsatz, welche meist speziell für eine Aufgabe angepasste Systeme aus Hardware und Software sind. Durch deren teils beschränkte Rechen- und/oder Speicherleistung ist es Praxis bei Navigationssystemen, um eine besonders schnelle und effiziente Routenberechnung bzw. Routenbestimmung zu ermöglichen, dass nur die nötigsten Daten überhaupt im Routenbestimmungsmodul vorliegen und somit einem dort arbeitender Routing-Algorithmus zur Berechnung der Route zu Verfügung stehen.
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Der Routing-Algorithmus ist ein Softwareprogramm, welches auf der Hardware, welche dem Routenbestimmungsmodul zur Verfügung steht, ausgeführt wird. Wegen der genannten Einschränkung der Daten sind üblicherweise Informationen über Fahrspurmarkierungen im Routenbestimmungsmodul nicht vorhanden, da sie für die Routenbestimmung bzw. Routenberechnung nicht von Relevanz sind. Fahrspurmarkierungen sind jedoch für die Zielführung von großer Relevanz und sollten somit dem Zielführungsmodul zur Verfügung stehen. Das Zielführungsmodul nutzt die Informationen über die Fahrspurmarkierungen, um den zu Navigierenden, insbesondere den Fahrer rechtzeitig auf die richtige Fahrspur führen zu können. Dazu führt das Zielführungsmodul eine Berechnung der Fahrmanöver, die sogenannte Manövergenerierung, nach Abschluss der Routenberechnung durch das Routenberechnungsmodul durch. Durch die Trennung bzw. Aufteilung der Routenberechnung und der Manövergenerierung auf das Routenberechnungsmodul und das Zielführungsmodul, können, bei bestimmten Fällen von Straßenführungen, Probleme auftreten und somit das Navigationssystem fehlerhafte Anweisungen für Fahrmanöver geben. Die ist unter keinen Umstanden wünschenswert, da dies zu gefährlichen Situationen im Verkehr, insbesondere im Straßenverkehr führen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Navigationssystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Zielführung realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Navigationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen gegeben.
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Um ein Navigationssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Zielführung realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Zielführungsmodul in Abhängigkeit von entlang der Route verlaufenden Fahrspurmarkierungen zumindest einen Teil der berechneten Route, beispielsweise wegen ungültiger bzw. unvorteilhafter Fahrmanöver, die nicht fahrbar oder erlaubt sind, invalidiert. Ferner ist es vorgesehen, dass das Routenbestimmungsmodul eine von der zunächst berechneten bzw. geplanten Route unterschiedliche und ebenfalls zu dem Zielort verlaufende weitere Route unter Ausschluss des invalidierten Teils berechnet.
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Mit anderen Worten, erfindungsgemäß berücksichtigt das Routenbestimmungsmodul des Navigationssystems Informationen des Zielführungsmoduls, insbesondere aktuelle und/oder lokale Informationen über den Verlauf von Fahrspurmarkierungen. Mit den Informationen des Zielführungsmoduls über Fahrspurmarkierungen können Teile einer zuvor bestimmten Route als ungültig identifiziert werden. Daraufhin wird gegebenenfalls eine erneute Bestimmung einer Route durchgeführt. Liefert eine erneute Routenbestimmung keine gültige Route, wird die Routenbestimmung wiederholt, solange bis eine gültige, d. h. valide Route gefunden ist. Hierdurch können herkömmlicher Navigationssysteme in der Weise verbessert werden, dass es nach Möglichkeit keine fehlerhaften Anweisungen für Fahrmanöver gibt und diese somit weitestgehend ausgeschlossen werden können.
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Das Routenbestimmungsmodul berechnet die Route beispielsweise anhand von Vektordaten. Diese Vektordaten, kurz Vektoren, sind beispielsweise einzelne Pfeile, welche jeweils einem Stück der befahrbaren Strecke, insbesondere Straße entsprechen, bzw. dieses in einem Kartenmodell verkörpern. Die Vektoren können unterschiedlich lang sein, beispielsweise je nach Krümmung des tatsächlichen Streckenstücks, das sie abbilden sollen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung invalidiert das Zielführungsmodul den Teil der Route in Abhängigkeit von wenigstens einem der berechneten Fahrmanöver. Zusätzlich zu den Fahrspurmarkierungen werden die für ein Abfahren der Route benötigten Fahrmanöver auf ihre Gültigkeit hin überprüft, um besonders wenig fehlerhafte Anweisungen für Fahrmanöver zu geben und eine besonders vorteilhafte Zielführung zu realisieren.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung invalidiert das Zielführungsmodul den Teil aufgrund einer nicht legal überfahrbaren Fahrspurmarkierung auf der Route. Damit ist eine besonders vorteilhafte und sichere Zielführung realisierbar.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung invalidiert das Zielführungsmodul den Teil aufgrund eines nicht sicher fahrbaren Manövers, beispielsweise wegen nicht ausreichender Entfernung zum sicheren Überqueren mehrerer Fahrspuren. Damit ist eine besonders vorteilhafte und sichere Zielführung realisierbar.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Daten, welche die Fahrspurmarkierungen charakterisieren, in einer Speichereinrichtung des Navigationssystems gespeichert. Dadurch wird es beispielsweise möglich, dass Teile der Route, welche invalidiert wurden, bei einem erneuten Durchfahren der Route beachtet werden und die Route somit gleich bei ihrer ersten Bestimmung bzw. Berechnung durch das Routenbestimmungsmodul korrekt ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Daten, welche die Fahrspurmarkierung charakterisieren, insbesondere drahtlos, von einer von dem Fahrzeug unterschiedlichen Recheneinrichtung von dem Navigationssystem empfangen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Daten, welche die Fahrspurmarkierung charakterisieren, von wenigstens einem Umgebungssensors des Fahrzeugs bereitgestellt. Unabhängig davon, ob die Daten, welche die Fahrspurmarkierungen charakterisieren von einer vom Fahrzeug unterschiedlichen Recheneinrichtung und/oder von einem Umgebungssensor des Fahrzeugs bereitgestellt werden, je mehr Informationen bzw. Daten über Fahrspurmarkierungen dem Navigationssystem zur Verfügung stehen, desto besser kann das Zielführungsmodul das Routenbestimmungsmodul bei der Berechnung der Route, durch Invalidieren nicht zulässiger Teile der Route, unterstützen. Dadurch ist eine besonders gute und korrekte Routenbestimmung durch das Navigationssystem möglich.
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Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit, dass das Zielführungsmodul durch Invalidieren von Teilen der Route das Routenbestimmungsmodul zum Neuberechnen der Route veranlasst, kann die gestellte Aufgabe besonders gut gelöst werden. Das Zielführungsmodul verwendet die ihm zur Verfügung stehenden Informationen bzw. Daten über die Fahrspurmarkierungen, um Fahrmanöver aufgrund von Querungen nicht legal überfahrbarer Fahrspurmarkierungen zu vermeiden. Auch können beispielsweise Abstandkriterien für sichere Fahrmanöver vom Zielführungsmodul beachtet und zur Invalidierung der Route verwendet werden. Beispielsweise sind Sonderfahrspuren, wie Fahrgemeinschaftsspuren, bei mehrspurigen Straßen, auf denen Rechtsverkehr herrscht, häufig ganz links angeordnet. Häufig sind diese Sonderfahrspuren zusammen mit den normalen Fahrspuren als gemeinsamer Vektor im Navigationssystem, insbesondere im und/oder für das Routenbestimmungsmodul, hinterlegt bzw. in einem geeigneten Speicherbereich des Navigationssystems gespeichert. Manchmal führen solche Sonderfahrspuren beispielsweise auf und/oder von einer Autobahn und/oder Schnellstraße ab. Wird beispielsweise eine Autobahn über eine Sonderfahrspur erreicht und muss die Autobahn auf einer kurz dahinterliegenden Abfahrt wieder verlassen werden, kann dies häufig nur unter Verletzung des Überfahrverbots einer Fahrspurmarkierung in Form einer durchgezogenen Linie und/oder unter Verletzung der Mindestmanöverdistanz für sicheres Überqueren der Fahrbahn erfolgen. Das Routenbestimmungsmodul würde diese Route erlauben, da diesem die Informationen über die Fahrspurmarkierungen fehlen. Das erfindungsgemäße Navigationssystem lässt dies nicht zu, da mittels der Informationen des Zielführungsmoduls über die Fahrspurmarkierungen, dieser Teil der berechneten Route als ungültig festgelegt, d. h. invalidiert wird und eine erneute Berechnung der Route durchgeführt wird. Dies erfolgt gegebenenfalls solange bis eine gültige Route bestimmt ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Fig. ein Vektormodell eines Straßenverlaufs, welcher eine Berechnung durch ein erfindungsgemäßes Navigationssystem nötig macht, um nicht zu einem illegalen Fahrmanöver gezwungen zu werden;
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In der Fig. ist ein Vektormodell 10 eines Straßenverlaufs 12 dargestellt, welcher in drei Streckenabschnitte 14, 16 und 18 unterteilt ist. Ein Fahrzeug 20 befindet sich am Anfang des Streckenabschnitts 14 und soll mittels einer Route, welche von einem Navigationssystem 21 des Fahrzeugs 20 berechnet wird, dem Straßenverlauf 12 bis zu einer T-Kreuzung 24 folgen und an dieser T-Kreuzung nach rechts in eine Straße 26 einbiegen.
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Das Navigationssystem 21 des Fahrzeugs 20 weist ein Routenbestimmungsmodul 22 zum Berechnen einer zu einem Zielort verlaufenden Route für das Fahrzeug 20, und ein Zielführungsmodul 23 zum Berechnen von Fahrmanövern zum Folgen der berechneten Route auf. Die Route umfasst beispielsweise den Streckenabschnitte 14, 16 und 18, welche somit beispielsweise ein Teil der Route sind.
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Um eine besonders vorteilhafte Zielführung bzw. Routenberechnung realisieren zu können, invalidiert das Zielführungsmodul 23 in Abhängigkeit von entlang der Route verlaufenden Fahrspurmarkierungen zumindest einen Teil der zunächst berechneten Route. Ferner berechnet das Routenbestimmungsmodul 22 eine von der zunächst berechneten Route unterschiedliche und zu dem Zielort verlaufende weitere Route unter Ausschluss des invalidierten Teils.
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Der Streckenabschnitt 14 stellt einen Straßenverlauf dar, welcher beispielsweise zweispurig in Fahrtrichtung 28 des Fahrzeugs 20 ist und somit wenigstens zwei Fahrspuren umfasst. Im Streckenabschnitt 16 teilt sich die Fahrbahn in einen oberen Fahrbahnverlauf 30 mit einer ersten der Fahrspuren und einen unteren Fahrbahnverlauf 32 mit einer zweiten der Fahrspuren, wobei jeder der Fahrbahnverläufe 30 und 32 einspurig in Fahrtrichtung 28 weiterführt. Dies kann beispielsweise auf Grund eines Hindernisses, wie eines Brückenpfeilers oder dergleichen, welches sich zwischen dem Fahrbahnverlauf 30 und dem Fahrbahnverlauf 32 und somit zwischen den Fahrspuren befindet, erforderlich sein. Im Streckenabschnitt 18 vereinigen sich die beiden Fahrbahnverläufe 30 und 32 bzw. ihre Fahrspuren zu einem beispielsweise zweispurigen Fahrbahnverlauf 34, welcher beide Fahrspuren umfasst und in Richtung der T-Kreuzung 24 führt.
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Im Unterschied zum in Fahrtrichtung 28 zweispurigen Streckenabschnitt 14 ist der zweispurige Streckenabschnitt 18 bzw. dessen Fahrbahnverlauf 34 so ausgestaltet, dass nicht mehr zwischen den beiden Fahrspuren gewechselt werden darf. Über den nicht mehr möglichen Fahrspurwechsel hinaus wird die in Fahrtrichtung 28 linke Fahrspur des Fahrbahnverlaufs 34 zu einer Linksabbiegerspur und die rechte Fahrspur zu einer Rechtsabbiegerspur.
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In dem in der Fig. gezeigten Beispiel bestimmt das Routenbestimmungsmodul 22 die Route so, dass das Fahrzeug 20 dem oberen Fahrbahnverlauf 30 folgen sollte, da es nach einer möglichst effizienten, d. h. beispielsweise kurzen Route sucht. Das Routenbestimmungsmodul 22 berechnet die Route unter vom Fahrer am Navigationssystem 21 vorwählbaren Kriterien, wie beispielsweise dem kürzesten Streckenverlauf. An dem gezeigten Vektormodell 10 bestimmt das Routenbestimmungsmodul 22, beispielsweise unter der Berücksichtigung des kürzesten Streckenverlaufs, die Route so, dass im Streckenabschnitt 16 der obere Fahrbahnverlauf 30 gewählt wird. Dem Routenbestimmungsmodul 22 fehlen üblicherweise Informationen bzw. Daten darüber, dass im Streckenabschnitt 18 bzw. im Fahrbahnverlauf 34 keine Spurwechsel mehr erlaubt sind. Das Routenbestimmungsmodul 22 kennt den Fahrbahnverlauf 34 nur als einen Vektor, an dessen Ende an der T-Kreuzung 24 nach rechts und links gefahren werden darf. Die Information der durchgezogenen Fahrspurmarkierung, bzw. des nicht mehr erlaubten Spurwechsels des Fahrzeugs 20 fehlen dem Routenbestimmungsmodul 22.
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Wird die oben bestimmte Route von einem Fahrzeug befahren, welches ein handelsübliches Navigationsgerät aufweist, bleibt dessen Zielführungsmodul im Streckenabschnitt 18 nichts anderes übrig, als ein illegales Fahrmanöver nach rechts durchzuführen.
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Befindet sich nun jedoch das Fahrzeug 20 im Streckenabschnitt 18, erkennt das Zielführungsmodul 23 des Navigationssystems 21 ein für das Fahrzeug 20 illegales Fahrmanöver, sollte der Route nach rechts in die Straße 26 gefolgt werden. Das Zielführungsmodul 23 hat nun die Möglichkeit, Einfluss auf das Routenbestimmungsmodul 22 zu nehmen. Auf Grund der Kenntnis der lokalen Fahrspurmarkierungen erkennt das Zielführungsmodul 23 ein illegales Fahrmanöver im Spurwechsel im Fahrbahnverlauf 34. Das Zielführungsmodul 23 hat ferner Informationen über die Route bzw. über deren weiteren Verlauf und den dafür benutzten Straßenvektoren des Vektormodells 10. Dadurch hat das Zielführungsmodul 23 die Möglichkeit, den weiteren Routenverlauf zu invalidieren bzw. den Teil der Route, welcher von einem illegalen Fahrmanöver abhängt, zu invalidieren. Diese Informationen über den invalidierten Teil der Route stellt das Zielführungsmodul 23 im Anschluss dem Routenbestimmungsmodul 22 zur Verfügung. Daraufhin berechnet das Routenbestimmungsmodul 22 die Route neu. Dies führt im Beispiel der Fig. dazu, dass an der T-Kreuzung 24 die neuberechnete bzw. bestimmte Route nun nach links führt und somit ein illegales Rechtsabbiegen nicht mehr angezeigt wird.
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Die Daten, welche die Fahrspurmarkierungen im Abschnitt 18 charakterisieren, können von einer Speichereinrichtung des Navigationssystems 21 gespeichert werden. So kann beispielsweise beim erneuten Fahren der Route die Fahrmanöverführung angepasst werden. Informationen bzw. Daten über die Fahrspurmarkierung kann das Fahrzeug 20 bzw. dessen Navigationssystem 21 beispielsweise, insbesondere drahtlos, von einer von dem Fahrzeug 20 unterschiedlichen Recheneinrichtungen empfangen und/oder können die Informationen von einem Umgebungssensor 36 des Fahrzeugs 20 bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vektormodell
- 12
- Straßenverlauf
- 14
- Streckenabschnitt
- 16
- Streckenabschnitt
- 18
- Streckenabschnitt
- 20
- Fahrzeug
- 21
- Navigationssystem
- 22
- Routenbestimmungsmodul
- 23
- Zielführungsmodul
- 24
- T-Kreuzung
- 26
- Straße
- 28
- Fahrtrichtung
- 30
- Fahrbahnverlauf
- 32
- Fahrbahnverlauf
- 34
- Fahrbahnverlauf
- 36
- Umgebungssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052098 A1 [0002]
