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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur konsistenten Aktualisierung von Teilen einer Straßenkarte für Navigationssysteme nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Bei Navigationssystemen wird zwischen on-board und off-board-Navigationssystemen unterschieden. Die on-board-Navigationssysteme sind in der Lage, eine Streckenplanung und deren Navigation ohne eine Internetverbindung umzusetzen, indem alle Kartendaten auf einem Speichermedium im Fahrzeug gespeichert sind und daraus die Streckenführung abgeleitet wird. Die Streckenplanung und Navigation ist hierbei ohne eine Internetverbindung möglich. Dem gegenüber wird bei off-board-Navigationssystemen bei der Zieleingabe eine Internetverbindung zu externen Backendservern aufgebaut, auf welchen die Kartendaten vorhanden sind, die Strecke berechnet wird und die zur Navigation benötigten Daten zum Fahrzeug gesendet werden. Hierbei sind die Kartendaten immer aktuell, jedoch wird eine Internetverbindung benötigt.
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Zur Aktualisierung von Kartendaten ist aus dem Stand der Technik beispielsweise der Navigation Data Standard (NDS) bekannt. Hierbei werden Kartendaten in sogenannte Updateregionen unterteilt, die zum Beispiel eine Karte an dessen Ländergrenzen in verschiedene Datensätze aufteilt, welche sich örtlich nicht überlappen und einzeln aktualisiert werden können. Zur Wahrung der Konsistenz an den Ländergrenzen werden Übergangspunkte definiert, die jeweils eine statische Identifikationsnummer erhalten und sich im Laufe der Zeit nicht ändern. Wenn beispielsweise durch einen Umbau oder eine neue Vermessung die Lage einer grenzüberschreitenden Straße in den Kartendaten verändert wird, bleibt die Identifikationsnummer des Übergangspunktes bestehen. Wird nur eines der angrenzenden Länder aktualisiert, entsteht zwar an der Grenze ein Versatz der Straße, doch mittels den in beiden Datensätzen bestehenden Übergangspunkten kann eine Strecke über dessen Grenzpunkt hinweg berechnet werden.
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Aus der
DE 10 2006 037 334 A1 ist ein Verfahren zur Zusammenführung ortsbezogener Daten verschiedener digitaler Karten bekannt. Hierbei werden die Karteninhalte beider Ausgangskarten in identische Teilgebiete unterteilt. Dabei nehmen die unterteilten Teilgebiete verschiedene geometrische Formen - sogenannte Kacheln - an. In einer Kombinationskarte werden beispielsweise Knotenpunkte oder Identifikationsnummern der Ausgangskarten übernommen, gleichzeitig erfolgt eine sequenzielle Übernahme von Objekten aus den gleichen Teilgebieten der Ausgangskarte. Für die Identifizierung zur richtigen Zuordnung der Objekte, werden verschiedene Abstandwerte zwischen Objekten ermittelt und die Ergebnisse aus den verschiedenen Ausgangskarten miteinander verglichen.
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Aus dem Stand der Technik sind somit Verfahren bekannt, die Datenaktualisierungen von Kartendaten beschreiben. Auch ist bekannt, die Kartendaten in einzelne Abschnitte zu unterteilen, sowie einen konsistenten Übergang zwischen Streckenabschnitten einer aktualisierten und veralteten Karte zu gewährleisten. Probleme treten bei der Aktualisierung der Kartendaten bei einer auf einem Backendserver berechneten Streckenführung auf. Fällt die Internetverbindung zu dem Backendserver aus, ist eine Streckenübertragung zum Navigationssystem des Fahrzeuges nicht möglich. Dadurch muss auf die im Navigationssystem des Fahrzeuges installierte Basiskarte zurückgegriffen werden. Die in der Fahrzeugumgebung bereits aktualisierten Kartendaten können somit nicht benutzt werden. Dadurch muss regelmäßig die gesamte Karte aktualisiert werden, wodurch relativ hohe Datenmengen ausgetauscht werden, die zu hohen Kosten und langen Wartezeiten führen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Aktualisierung von Kartendaten für Navigationssysteme anzugeben, das die Vorteile von on-board und off-board-Navigationssysteme kombiniert, wobei die oben genannten Nachteile vermieden werden sollen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass ein Gebiet innerhalb dessen die geplante Strecke verläuft, hierarchisch in wenigstens zwei Aktualisierungsebenen aufgeteilt wird, wobei in einer ersten Ebene ein Überlandstreckennetz und in einer zweiten Ebene ein lokales Streckennetz enthalten sind und beide Aktualisierungsebenen das gleiche Streckengebiet abdecken. Um das gleiche Streckengebiet abdecken zu können, sind die Aktualisierungsebenen somit nicht nebeneinander angeordnet sondern übereinander, in Form von aufeinanderliegenden Ebenen. Jede Aktualisierungsebene beinhaltet das Streckennetz eines speziellen Straßentyps. Bezogen auf die Streckenlänge verfügt das Überlandstreckennetz über einen kleinen Anteil am Gesamtstreckennetz, das innerhalb eines bestimmten Landes verfügbar ist. Aufgrund des relativ geringen Streckenanteils des Überlandstreckennetzes, kann dieses durch Aktualisierungen auf dem aktuellsten Stand gehalten werden, wobei hohe Datenmengen vermieden werden. Beispielsweise verfügt ein on-board-Navigationssystem eines Fahrzeuges ab Werk über eine vorinstallierte Basis-Streckenkarte der Version V0. Dabei kann die Aktualisierungsebene des Überlandstreckennetz bei aktiver Internetverbindung auf die neueste Version V1 aktualisiert werden. Für spätere Streckenberechnungen, beispielsweise ohne aktive Internetverbindung, ist es trotzdem möglich, eine längere Strecke mit neuen Kartendaten zu berechnen. Dabei sind nur am Anfang und Ende der Strecke Unsicherheiten vorhanden, da lediglich das lokale Straßennetz nicht aktuell ist. Diese Unsicherheit kann dadurch beseitigt werden, indem eine weitere Einteilung des lokalen Netzes in kleine Aktualisierungsebenen, wie beispielsweise auf Landkreis oder Bundeslandebene statt ganzer Länder, erfolgt. Die hohen Datenmengen, wie diese bei der Aktualisierung des gesamten lokalen Netzes entstehen, können dadurch verringert werden. Denn sobald sich eine Internetverbindung des Navigationssystems zu einem Backendserver herstellen lässt, werden die aktuellen externen Daten eines Kartenabschnitts lokal auf das Speichermedium eines Fahrzeugs übertragen und dort gespeichert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sind die Übergangspunkte einer Strecke zwischen zwei verschiedenen Kartenabschnitten durch die Zufahrten des Überlandstreckennetz gekennzeichnet. Die Zufahren stellen beispielsweise die Anschlussstellen einer Autobahn oder Bundesstraße dar. Mittels der Übergangspunkte zweier Kartenabschnitte zwischen welchen eine Strecke verläuft, können somit die aktualisierten Kartendaten in einem konsistenten Zustand gehalten werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Idee sieht vor, dass das lokale Streckennetz in weitere Aktualisierungsbereiche unterteilt ist, wodurch nicht die gesamten Aktualisierungsebenen aktualisiert werden, sondern nur ein Gebiet um eine Fahrzeugposition herum, welches alle Strecken einschließt, die bis zum Erreichen des Überlandstreckennetzes benutzt werden können. Dadurch wird ein möglicher Nachteil von kleinteiligen Aktualisierungsebenen umgangen, welche eine erhöhte Rechenzeit bei der Adresssuche verursachen würden, da in allen Ebenen separat gesucht werden muss. Zum anderen wird ein möglicher Nachteil bei der Streckensuche durch die nötige Behandlung der Übergangspunkte vermieden. Weiter werden dadurch Inkonsistenzen vermieden, die an den Rändern eines aktualisierten Gebietes auftreten können. Denn bei nur leicht veränderter Straßengeometrie kann es beispielsweise zu einem Versatz der Straße kommen, sodass eine Streckensuche über diese Grenze hinaus nicht möglich ist, da hier keine Übergangspunkte existieren würden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die aktualisierten Kartenabschnitte separat und parallel zu einer älteren Version in einer Datenbank verfügbar. Im Falle eines längeren Ausfalls der Internetverbindung, beispielsweise aufgrund eines Defektes oder eines abgelaufenen Servicevertrags, ist dadurch überall eine konsistente Streckenplanung sichergestellt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann es vorgesehen sein, dass die aktualisierten Kartenabschnitte in der Datenbank eine Kennzeichnung erhalten, welche auf den Aktualisierungsstatus hinweist. Dies würde damit umgesetzt werden, indem die aktualisierten Kartenabschnitte in der Datenbank mit einer Zeichenkette wie beispielsweise „routingfähig und aktualisiert“ versehen sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für eine Zielsuche im Bereich des lokalen Streckennetzes eine separate Namensdatenbank vorgehalten, die auf Ziele im aktualisierten Teil des Streckennetzes verweist. Wenn sich beispielsweise ein Fahrzeug innerhalb eines aktualisierten Kartenabschnitts befindet und das Streckenziel innerhalb dieses aktualisierten Kartenabschnitts gefunden wird, wird die Strecke dazu zunächst nur im aktualisierten Streckennetz gesucht. Dabei darf aufgrund der Inkonsistenzen keine Strecke oder Abschnitte davon außerhalb des aktualisierten Kartenabschnittes liegen.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Idee sieht vor, dass das Streckenziel in einer Basis-Streckenkarte gesucht, sowie eine Strecke dazu, unter Verwendung der aktualisierten Kartenabschnitte des lokalen Streckennetzes, des aktualisierten Überlandstreckennetzes und des lokalen Streckennetzes der Basis-Streckenkarte berechnet wird. Hierdurch werden Fälle berücksichtigt und vermieden, bei denen ein Streckenziel innerhalb eines aktualisierten Kartenabschnitts liegt, dieses jedoch nur unter Befahrung eines außerhalb des aktualisierten Kartenabschnitts liegenden Gebietes erreicht werden kann. Falls diese Streckenführung unter dem Gesichtspunkt bestimmter Parameter besser ist als die im aktualisierten Streckennetz gefundene Streckenführung, oder im aktualisierten Streckennetz keine Streckenführung gefunden wird, wird diese erstgenannte Streckenführung verwendet. Parameter die eine Strecke zu einer besseren Strecke machen, sind beispielsweise dessen Streckenlänge oder Fahrtdauer.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann im Backendserver von jedem Kartenabschnitt im Bereich des lokalen Streckennetzes ein Strecken-Baum mit den dazu aktuellsten Kartenversionen berechnet werden. Dieser Strecken-Baum beinhaltet dabei die Menge aller möglichen Strecken in der Umgebung, die zum Erreichen eines bestimmten Streckenziels möglich sind. Zu Beginn der Streckensuche können alle Strecken des Ausgangskartenabschnitts in den Strecken-Baum mit einer Distanz von 0 eingetragen werden. Bei der Streckensuche werden dann die weiteren Kartenabschnitte im lokalen Streckennetz markiert, die in diesem Strecken-Baum vorkommen. Die entsprechenden Identifikationsnummern werden bei dem Ausgangskartenabschnitt abgelegt und bei einer Aktualisierung mit dem Navigationssystem des Fahrzeuges übertragen. Befindet sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt in diesem Kartenabschnitt, ist im Fahrzeug somit bekannt welche Nachbarkartenabschnitte ebenfalls aktualisiert werden müssen, um diese ebenfalls in einen streckenführungsfähigen und aktualisierten Kartenabschnitt umzuwandeln.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, das Verfahren auf mehrere Hierarchie-Ebenen zu erweitern. Dabei kann der Verlauf der geplanten Strecke hierarchisch auf weitere Ebenen ausgeweitet werden, wobei jede Ebene einen weiteren Streckentyp beinhaltet. In Deutschland können solche Hierarchie-Ebenen beispielsweise Autobahnen, Gemeinde-, Kreis-, Land- und Bundesstraßen sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Basis-Streckenkarte in größeren Zeitabständen vollständig zu aktualisieren. Diese Aktualisierung sieht vor, die gesamte Basis-Streckenkarte zum Aktualisierungszeitpunkt mit den neusten Streckendaten zu versehen. Die größeren Zeitabstände sind beispielsweise ein jährlicher Kundendienst bei einer Werkstatt, wobei das Fahrzeug überprüft wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme der Figur näher beschrieben ist.
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Dabei zeigt die einzige beigefügte Figur eine schematische Darstellung über eine Streckenkarte, die sich in einem Navigationssystem befindet.
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Demnach ist die Streckenkarte Bestandteil eines Navigationssystems 11 in einem Fahrzeug. Es besteht dabei die Möglichkeit, eine Verbindung zu einem Backendserver 14 und einer Datenbank 15 zu erstellen. Bei der Ausführung einer Streckensuche befindet sich das Fahrzeug beispielsweise in dem Kartenabschnitt 5. Die Skalierung der Streckenkarte ist dabei so gewählt, dass viele umliegende Kartenabschnitte 12 um an das Streckenziel zu gelangen befahren werden müssen. Die Strecken zu weiter entfernten Zielen verlaufen vom Startpunkt aus zu Zugangspunkten des Überlandnetzes. Deshalb werden nicht nur die Kartendaten des Kartenabschnitts 5, sondern auch für die umliegenden Kartenabschnitte 1 bis 9 heruntergeladen. Alle anderen Kartenabschnitte des lokalen Streckennetzes sind weiterhin nur in der Ausgangsversion im Fahrzeug verfügbar. Das Überlandnetz steht dagegen bereits in der aktualisieren Version zur Verfügung.
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Wird das Fahrzeug in einer Tiefgarage ohne Internet- oder Mobilfunkempfang in Kartenabschnitt 5 abgestellt, kann mit diesen Kartendaten eine Streckensuche zu einem entfernten Streckenziel beispielsweise wie folgt ablaufen:
- 1. Die Zieladresse wird in der Datenbank 15 mit Straßennamen in der Streckenkarte der ursprünglichen Version gesucht.
- 2. Gemäß gängiger Streckensuchverfahren und Algorithmen wird die optimale Strecke von der Fahrzeugposition zum Überlandnetz gesucht.
- 3. Um konsistente Übergänge zu ermöglichen, wird die Streckensuche im lokalen Streckennetz dabei auf die aktualisierten Kartenabschnitte 1-9 beschränkt. Denn beispielsweise von Kartenabschnitt 6 auf Kartenabschnitt 10 (dieser wurde nicht aktualisiert) ist kein konsistenter Übergang möglich.
- 4. Eine Streckenberechnung zum Streckenziel basiert bis auf das letzte Streckenstück, nämlich vom Überlandnetz zum Zielpunkt, auf den neuesten Kartendaten.
- 5. Während der Fahrt zum Streckenziel werden bei verfügbarer Internetverbindung die Kartendaten des letzten Streckenstücks aktualisiert und dementsprechend der Streckenverlauf angepasst.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel verfügt das Fahrzeug zu Beginn der Streckensuche über eine permanent ausgefallene Internetverbindung - verfügt folglich über keine Verbindung zu dem Backendserver 14 - und befindet sich in Kartenabschnitt 6. Die Kartenabschnitte 1-9 sind jedoch bereits aktualisiert. In der Datenbank sind gleichzeitig noch die älteren Kartendaten der Kartenabschnitte 1-9 verfügbar. Bei der Streckensuche führt mit hoher Wahrscheinlichkeit die Strecke durch das lokale Streckennetz des Kartenabschnitts 10. Aufgrund eines unterschiedlichen Aktualisierungsstandes der Kartenabschnitte 1-9 und 10 ist dessen Streckenverlauf nicht konsistent. Deshalb wird bei der Streckenberechnung auf die älteren Kartenabschnitte 1-9, welche in der Datenbank 15 verfügbar sind, zurückgegriffen. Bei diesen besteht Aktualisierungsgleichheit mit Kartenabschnitt 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006037334 A1 [0004]
