DE102017201456A1 - Personalisierte navigationsstrecke für transportvorrichtungen - Google Patents

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Abstract

Ein Navigationssystem für eine Transportvorrichtung, wie ein Fahrzeug, beinhaltet eine Steuerung und wird mindestens teilweise durch einen Fahrer betätigt. Ein Off-Board Steuermodul ist operativ mit einem Fernserver verbunden und konfiguriert, um mit der Steuerung zu kommunizieren. Das Off-Board Steuermodul ist mit der Steuerung nicht physikalisch verbunden. Die Steuerung ist mit einem Prozessor und einem physischen, nichtflüchtigen Speicher ausgestattet, in dem Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer personalisierten Route von einem Startort zu einem Zielort festgehalten sind. Die Steuerung ist programmiert, um jede der Vielzahl von Routen in eine jeweilige Vielzahl von Knoten zu unterteilen, so dass benachbarte der Vielzahl von Knoten eine entsprechende Strecke definieren (i). Die personalisierte Route ist basierend, mindestens teilweise, auf einer gewichteten Verbrauchs-Punktzahl ausgewählt, die verschiedene Präferenzen des Fahrers, wie Kraftstoffverbrauch, Geschwindigkeit, zurückgelegte Fahrstrecke und andere Präferenzen reflektiert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Offenbarung betrifft die Auswahl einer personalisierten Navigationsroute für eine Transportvorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Einer Transportvorrichtung, wie einem Fahrzeug, können zahlreiche Routen für eine Fahrt an einen jeweiligen Zielpunkt zur Verfügung stehen. Es können mehrere Gegengründe vorliegen, die die Eignung einer bestimmten Route beeinflussen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Navigationssystem für eine Transportvorrichtung, wie ein Fahrzeug, beinhaltet eine Steuerung und wird mindestens teilweise durch einen Fahrer betätigt. Ein Off-Board Steuermodul ist operativ mit einem Fernserver verbunden und konfiguriert, um mit der Steuerung zu kommunizieren. Das Off-Board Steuermodul ist mit der Steuerung nicht physikalisch verbunden. Die Steuerung ist mit einem Prozessor und einem physischen, nichtflüchtigen Speicher ausgestattet, in dem Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer personalisierten Route von einem Startort zu einem Zielort festgehalten sind. Die personalisierte Route ist basierend, mindestens teilweise, auf einer gewichteten Verbrauchs-Punktzahl ausgewählt, die verschiedene Präferenzen des Fahrers, wie Kraftstoffverbrauch, Geschwindigkeit, zurückgelegte Fahrstrecke und andere Präferenzen reflektiert.
  • Anhand der Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor erhält die Steuerung eine Vielzahl von Routen vom Startort zum Zielort. Die Steuerung ist programmiert, um jede der Vielzahl von Routen in eine jeweilige Vielzahl von Knoten zu unterteilen, so dass benachbarte der Vielzahl von Knoten eine entsprechende Strecke definieren (i). Die Steuerung ist programmiert, um den Stand einer jeweiligen Streckenenergieverbrauch-Punktzahl (PSi) für jeden der jeweiligen Strecken (i) zu erhalten, mindestens teilweise basierend auf einer Vielzahl von Präferenzkategorien. Die Steuerung ist zum Beziehen der jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) für jede der Vielzahl von Routen programmiert, mindestens teilweise basierend auf der entsprechenden Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi). Die Steuerung ist programmiert, um die personalisierte Route aus der Vielzahl von Routen mit einem höchsten Wert der entsprechenden Punktzahl des gesamten Gesamtenergieverbrauchs (TS) auszuwählen. Die Steuerung kann zur Steuerung von mindestens einem Parameter der Transportvorrichtung programmiert werden, sodass die Transportvorrichtung an der bevorzugten Route festhält.
  • Die Präferenzkategorien werden gekennzeichnet durch entsprechende Kategoriepunktzahlen, einschließlich einer Energieverbrauchspunktzahl (P1) einer Geschwindigkeitspunktzahl (P2) und einer Fahrstreckenpunktzahl (P3). Die entsprechenden Kategoriepunktzahlen können eine Anzahl von Ampelpunktzahlen (P4) (d. h. Anzahl der Ampeln auf einer bestimmten Route), eine Anzahl einer Kurvenpunktzahl (P5) (d. h. Anzahl der Links- bzw. Rechtskurven einer speziellen Route) und einer Punktzahl der persönlichen Präferenzen (P6) (die jede persönliche Präferenz des Fahrers 16 sein kann) beinhalten. Der Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) beinhaltet den Erhalt der jeweiligen Gewichte (w1, w2, w3) für jede der Vielzahl der Präferenzkategorien, sodass eine Summe der jeweiligen Gewichte (Σwn = 1) ergibt. Die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) basiert auf einem Produkt der jeweiligen Gewichte und der entsprechenden Kategoriepunktzahlen, sodass: PSi = Σ(Pn·wn) = P1·w1 + P2·w2 + P3·w3 + ...
  • Das Off-Board Steuermodul beinhaltet eine Datenbank mit mehreren Fahrern. Die Steuerung ist programmiert, um die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi), mindestens teilweise, basierend auf der Datenbank mit mehreren Fahrern zu verändern. Die Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) (auf einer i. Strecke) kann auf einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,NT) auf einer jeweiligen Strecke (i) ohne einen Verkehrsfaktor, einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,T) auf einer jeweiligen Strecke (i) mit einem Verkehrsfaktor und einem Empfindlichkeitsfaktor (β) basieren. Der Empfindlichkeitsfaktor ist als Verhältnis einer Kovarianz und einer Varianz definiert ist, sodass: [β = Kovarianz(PSi, PSi,NT)/Varianz (PSi,NT)]. Die Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) auf der jeweiligen Strecke (i) kann definiert werden als: PSi = [PSi,NT + β·(PSi,T – PSi,NT)].
  • Der Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) für jede der Vielzahl von Routen beinhaltet den Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (TS) als eine Summe der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) entlang der jeweiligen Strecken (i) auf jeder der Vielzahl von Strecken, sodass: TS = [ΣPSi].
  • Eine Vielzahl der Fahrsensoren, einschließlich eines Bremskraftsensors und eines Beschleunigungskraftsensors, ist jeweils operativ mit der Transportvorrichtung verbunden, und konfiguriert, um die jeweiligen Fahrdaten zu erhalten. Die Fahrsensoren sind zur Übertragung der jeweiligen Fahrdaten an die Steuerung programmiert. Ein Mobiltelefon kann programmiert werden, um die jeweiligen Fahrdaten von der Steuerung zu empfangen, und die jeweiligen Fahrdaten an das Off-Board Steuermodul zu übertragen. Eine Datenübertragungsvorrichtung kann wahlweise mit der Steuerung verbunden sein, und zur Übertragung der jeweiligen Fahrdaten von der Steuerung zum Mobiltelefon programmiert sein. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um die jeweiligen Fahrdaten über eine Wi-Fi Verbindung an das Off-Board Steuermodul zu übertragen.
  • Die vorstehend genannten Funktionen und Vorteile sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Kommunikation mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Navigationssystems für eine Transportvorrichtung, gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Navigationssystems für die Transportvorrichtung, gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bestimmung einer personalisierten Route, um für die Vorrichtung der 1 und 2 von einem Startort zu einem Zielort zu fahren; und
  • 4 ist ein schematisches Beispiel einer Vielzahl von Knoten zwischen dem Startort und dem Zielort.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 eine schematische Darstellung eines ersten Navigationssystems 10 für eine Transportvorrichtung 11, gemäß einer ersten Ausführungsform. In den gezeigten Ausführungsformen ist die Transportvorrichtung 11 ein Fahrzeug 12, aber, es versteht sich, dass die Transportvorrichtung 11 ein Fahrrad, ein Roboter, ein landwirtschaftliches Gerät, eine Sportausrüstung oder andere Transportvorrichtung sein kann. Das Fahrzeug 12 kann ein Personenkraftfahrzeug, Leistungsfahrzeug, militärisches Fahrzeug oder ein Industriefahrzeug oder jede Art von Fahrzeug sein.
  • Das Fahrzeug 12 beinhaltet eine Energiequelle 14 und wird mindestens teilweise von einem Fahrer 16 bedient. Die Energiequelle 14 kann eine Batterie, eine interne Verbrennungsmaschine, die mittels eines thermodynamischen Kreisprozesses Energie aus einem fossilen Kraftstoff in Drehbewegung umwandelt, ein Hybridmotor oder jede andere, Fachleuten bekannte Art von Energiequelle sein. Das Fahrzeug 12 kann Räder 18 beinhalten. Bezugnehmend auf 1 beinhaltet das Fahrzeug 12 eine Steuerung 20, die mindestens einen Prozessor 22 und mindestens einen Speicher 24 (oder ein anderes nicht flüchtiges, physisches und computerlesbares Speichermedium) beinhaltet, auf dem Anweisungen zur Umsetzung des in 3 gezeigten Verfahrens 200 zur Ermittlung einer personalisierten Route 301 (siehe 4) für die Fahrt von einem Startort 302 (A) zu einem Zielort 304 (I) aufgezeichnet sind. Der Speicher 24 kann von der Steuerung ausführbare Befehlssätze speichern und der Prozessor 22 kann den auf dem Speicher 24 gespeicherten und von der Steuerung ausführbaren Befehlssatz ausführen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Off-Board Steuermodul 30 operativ mit einem Fernserver 36 verbunden, und konfiguriert, um mit der Steuerung 20 zu kommunizieren. Das Off-Board Steuermodul 30 ist nicht physikalisch mit der Steuerung 20 verbunden und hat mindestens einen Prozessor 32 und mindestens einen Speicher 34 (oder ein anderes nicht flüchtiges, physisches und computerlesbares Speichermedium). Der Speicher 34 kann von der Steuerung ausführbare Befehlssätze speichern und der Prozessor 32 kann den auf dem Speicher 34 gespeicherten und von der Steuerung ausführbaren Befehlssatz ausführen. Der Fernserver 36 kann eine Zentraleinheit und Datenspeichereinheit beinhalten.
  • In der Ausführungsform von 1 kann die Steuerung 20 über eine erste mobile Anwendung 38, die auf einer drahtlosen Funkvorrichtung 40 läuft, beispielsweise einem Smartphone 40, mit dem Off-Board Steuermodul 30 kommunizieren. Die Schaltungstechnik und die Komponenten eines Fernservers, einer drahtlosen Funkvorrichtung, mobiler Anwendungen (“Apps”) sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt. Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Datenübertragungsvorrichtung 42 angewendet werden, um an einem Port 44 der Steuerung 20 angeschlossen zu werden und die Daten (wie „Fahrdaten” der unten beschriebenen Fahrsensoren 62) aus verschiedenen Sensoren auszulesen. Die Datenübertragungsvorrichtung 42 kann wahlweise mit der Steuerung 20 verbunden sein, (d. h. kann verbunden und dann wieder getrennt werden) und speziell zur Übertragung von Fahrdaten von der Steuerung 20 auf ein Mobiltelefon 40 programmiert sein. Die Informationen von verschiedenen Sensoren können auf den Fahrzeugbus übertragen werden und von der Datentransfervorrichtung 42 ausgelesen werden. Die Datentransfervorrichtung 42 kann jede Hardware oder jeder Universalrechner sein, der speziell zum Abrufen von Daten der Steuerung 20 programmiert wurde, wenn er an Port 44 angeschlossen wird.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann die Datenübertragungsvorrichtung 42 über eine drahtlose Verbindung 26 Daten auf das Mobiltelefon 40 übertragen. Die Datentransfervorrichtung 40 kann über BluetoothTM Verbindungen verfügen und die drahtlose Verbindung 26 kann eine BluetoothTM Verbindung sein. BluetoothTM ist definiert als eine Kurzstreckenfunkverbindung (oder drahtlose Technik), die die Verbindung zwischen Internetgeräten und zwischen Vorrichtungen und dem Internet vereinfachen soll. BluetoothTM ist ein offener, drahtloser Technikstandard zum Übertragen fester und beweglicher elektronischer Daten der Vorrichtung über kurze Strecken und erzeugt persönliche Netzwerke, die innerhalb des 2,4 GHz-Bereichs arbeiten. Jede andere Art der Verbindung kann verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann das Mobiltelefon 40 die Fahrdaten über einen Zugangspunkt 46 und ein drahtloses Netzwerk 48 auf das Off-Board Steuermodul 30 übertragen. Der Zugangspunkt 46 wird zur Abstrahlung eines drahtlosen Signals verwendet, das verschiedene Vorrichtungen erfassen und „abstimmen” kann. Das drahtlose Netzwerk 48 kann ein Drahtloses Lokales Netzwerk (LAN) sein, das mehrere Vorrichtungen unter Verwendung eines drahtlosen Verteilungsverfahrens miteinander verknüpft. Das Funknetz 48 kann ein drahtloses Stadtnetzwerk sein (MAN; Wireless Metropolitan Area Networks), das mehrere drahtlose LANs miteinander verbindet. Das Funknetz 48 kann ein Weitverkehrsnetz (WAN) sein, das große Bereiche, wie benachbarte Orte und Städten abgedeckt. Unter Bezugnahme auf 1, um den Zugangspunkt 46 und das drahtlose Netzwerk 48 zu verbinden, kann das Mobiltelefon 40 mit einem Netzwerkadapter 50 ausgestattet sein. Der Netzwerkadapter 50 ist mit dem Funknetz 48 verbunden und befindet sich typischerweise auf einer Leiterplatte mit Jumpern. Der Netzwerkadapter 50 kann sich durch eine integrierte oder extern angeschlossene Antenne mit dem Netzwerk verbinden und kann LAN-Protokolle wie TCP/IP unterstützen.
  • Die Steuerung 20 (aus den 1 und 2) ist konfiguriert, d. h. eigens programmiert, um die Schritte aus Verfahren 200 (unten mit Bezug auf 3 genauer besprochen) auszuführen, und kann Eingaben verschiedener Sensoren empfangen. Bezugnehmend auf 1 ist ein Temperatursensor 60 operativ mit der Steuerung 20 verbunden und so konfiguriert ist, dass er die Umgebungstemperatur erfasst. Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Vielzahl von Fahrsensoren 62 in Kommunikation (z. B. elektronischer Verbindung) mit der Steuerung 20 sein, und konfiguriert, dass sie die jeweiligen Fahrdaten erhält. Die Fahrsensoren 62 sind zur Übertragung der jeweiligen Fahrdaten an die Steuerung 20 programmiert. Die Fahrsensoren 62 können einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 64, Bremspedalkraftsensor 66, Gaspedalkraftsensor 68, seitlichen Beschleunigungsmesser 70, Längsbeschleunigungsmesser 72 beinhalten. Die Fahrsensoren können einen Motordrehzahlsensor 74, einen Motorleerlaufzeitsensor 76 (Leerlauf als Prozentsatz der Motorlaufzeit) und einen Geschwindigkeitsregelungs-Zeitsensor 78 beinhalten.
  • Die Fahrdaten können Fahrereigenschaften beschreiben, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt: Kraft und Häufigkeit von Beschleunigung und Bremsung, Lenksteuerung, Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zu einer Grenzgeschwindigkeit, Häufigkeit des Überholens und Häufigkeit von Spurwechsel. Die jeweiligen Fahrdaten können Beschleunigungs- und Abbremsmuster beschreiben, wie: Beschleunigen vor einer Kurve, Beschleunigen während eines Spurwechsels, Beschleunigen innerhalb einer Kurve, Beschleunigen aus dem Stand, Beschleunigen nach einer Kurve, Beschleunigen beim Überholvorgang, Bremsen vor einer Kurve, Bremsen nach einer Kurve, Bremsen in einer Kurve, Bremsen während des Spurwechsels.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird ein zweites Navigationssystem 110 für eine Transportvorrichtung 111 gezeigt, gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Transportvorrichtung 111 kann ein Fahrzeug 112, wie ein Personenkraftfahrzeug, ein Leistungsfahrzeug, militärisches Fahrzeug oder ein Industriefahrzeug, oder ein Fahrrad, ein Roboter, ein landwirtschaftliches Gerät, Sportausrüstung oder eine andere Art von Transportvorrichtung sein. Das zweite Navigationssystem 110 ist in jeder Hinsicht dem ersten Navigationssystem 10 ähnlich, mit Ausnahme der unten beschriebenen Eigenschaften. Zur Vereinfachung sind die Sensoren 62 in 2 nicht dargestellt, jedoch, versteht es sich, dass sie in Fahrzeug 112 enthalten sind.
  • In der Ausführungsform von 2 kann die Steuerung 20 über eine zweite mobile Anwendung 137, die in einem Infotainment-System 139 eingebaut sein kann und auf diesem läuft, mit dem Off-Board Steuermodul 30 kommunizieren. Die zweite mobile Anwendung 137 kann einstückig mit der Steuerung 20, oder mit dieser verbunden sein (z. B. verdrahtet), sodass sie physischen Zugriff auf die Daten in der Steuerung 20 hat. Die Steuerung 20 kann über eine Wi-Fi Verbindung 141 Informationen an das Off-Board Steuermodul 30 übertragen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Fahrdaten.
  • Unter Bezugnahme auf 2, kann die Wi-Fi Verbindung 141 definiert werden als jedes drahtlose lokale Netzwerkprodukt, das auf den 802.11 Normen des IEEE beruht (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Die Wi-Fi Verbindung 141 arbeitet ohne physikalische, verdrahtete Verbindung zwischen Sender und Empfänger mithilfe der Hochfrequenz(RF)-Technologie, einer Frequenz innerhalb des elektromagnetischen Spektrums, die mit der Ausbreitung von Funkwellen verbunden ist. Wenn ein HF-Strom in eine Antenne eingespeist wird, dann entsteht ein elektromagnetisches Feld, das sich dann im Raum ausbreiten kann. Eine Routing-Vorrichtung 143 kann angewendet werden, um die Steuerung 20 mit einer verdrahteten Breitbandverbindung 145 und einem drahtlosen Netzwerk 48 zu verbinden. Die Routing-Vorrichtung 143 kann ein Modem oder eine andere, Fachleuten bekannte Vorrichtung sein.
  • Nun bezugnehmend auf 3 wird ein Flussdiagramm des Verfahrens 200 abgebildet, das auf der Steuerung 20 aus 1–2 gespeichert und von dieser ausgeführt werden kann. Verfahren 200 ist sowohl für das erste als auch für das zweite Navigationssystem 10 (in 1 gezeigt) und 110 (in 2 gezeigt) anwendbar. Das Verfahren 200 muss nicht in der bestimmten, hierin genannten Reihenfolge angewendet werden. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass einige Schritte eliminiert sein können. Bezugnehmend auf 3 kann das Verfahren 200 mit Block 202 beginnen, wobei die Steuerung 20 programmiert oder konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Routen von einem Startort zu einem Zielort zu erhalten. Unter Bezugnahme auf 4, wird ein Beispiel einer Vielzahl von Routen 300 vom Startort 302 (A) zum Zielort 304 (I) dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass das Identifizieren der Vielzahl von Routen 300 das Identifizieren eines Netzwerks verwendbarer Straßen beinhaltet, sodass die Vielzahl von Routen 300 Behinderungen vermeiden kann, wie einen See 310, einen Park 312, ein Gebäude 314 und einen Park 316. Der Startort 302 (A) und der Zielort 304 (I) können der Steuerung 20 durch den Fahrer 16 über eine Fahrereingabe 25 mitgeteilt werden.
  • In Block 204 von 3 ist die Steuerung 20 so programmiert, um jede der Vielzahl von Routen 300 in eine jeweilige Vielzahl von Knoten 306 (siehe die als Beispiel in 4 gezeigten Knoten B-H) zu unterteilen, sodass benachbarte der Vielzahl von Knoten 306 entsprechende Strecken 308 (i) definieren (siehe 4). Dijkstra’s Algorithmus A* (A Stern) oder jedes andere Verfahren, das Fachleuten bekannt ist, kann eingesetzt werden.
  • In Block 206 von 3 ist die Steuerung 20 programmiert, um die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) für jede der jeweiligen Strecken (i) zu erhalten, mindestens teilweise basierend auf einer Vielzahl von Präferenzkategorien. Die Präferenzkategorien werden gekennzeichnet durch entsprechende Kategoriepunktzahlen, einschließlich einer Energieverbrauchspunktzahl (P1) einer Geschwindigkeitspunktzahl (P2) und einer Fahrstreckenpunktzahl (P3). Die entsprechenden Kategoriepunktzahlen können eine Anzahl von Ampelpunktzahlen (P4) und eine Anzahl von Kurvenpunktzahlen (P5) oder jede andere Präferenz oder jeden anderen Faktor beinhalten. Die entsprechenden Kategoriepunktzahlen können eine persönliche Präferenzpunktzahl (P6) beinhalten, die mit einer beliebigen persönlichen Präferenz des Fahrers 16 korreliert, wie beispielsweise, der Präferenz von innerstädtischen Straßen gegenüber Schnellstraßen. Eine relativ höhere entsprechende Kategoriepunktzahl ist mit einer kürzeren zurückgelegten Fahrstrecke, höheren Geschwindigkeit, geringerem Kraftstoffverbrauch, geringeren Anzahl an Verkehrsampeln und geringeren Anzahl von Kurven korreliert. Die entsprechenden Kategoriepunktzahlen können normalisiert oder skaliert werden. Beispielsweise kann die maximale Punktzahl in jeder Präferenzkategorie auf 100 gesetzt werden und die Punktzahlen in den anderen Präferenzkategorien linear umskaliert werden. Die Fahrerdatenbank des Off-Board Steuermoduls 30 kann von mehreren Fahrern Daten für jede Strecke 308 sammeln (d. h. jeweils zwischen zwei benachbarten der Vielzahl von Knoten 306). Die Steuerung 20 kann eine vorgegebene Punktzahl verwenden, wenn eine bestimmte jeweilige Strecke 308 (i) noch nicht befahren wurde.
  • Der Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) beinhaltet den Erhalt der jeweiligen Gewichte (w1, w2, w3...) für jede der Vielzahl der Präferenzkategorien, sodass eine Summe der jeweiligen Gewichte (Σwn = 1) ergibt. Der Fahrer 16 kann die jeweiligen Gewichte (w1, w2, w3...) durch die Fahrereingabe 25 auswählen. Alternativ können die jeweiligen Gewichte (w1, w2, w3...) auf die vorgegebenen Werte eingestellt werden, wie beispielsweise, w1 = w2 = w = 0,33. Die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) basiert auf einem Produkt der jeweiligen Gewichte und der entsprechenden Kategoriepunktzahlen, sodass: PSi = Σ(Pn·wn) = P1·w1 + P2·w2 + P3·w3 + ...
  • In einem Beispiel wird Block 206 in Unterblöcke 206A bis 206F unterteilt. In Block 206A von 3 kann die Steuerung 20 programmiert werden, um eine Kraftstoffverbrauchpunktzahl (P1) zu erhalten. Wie oben mit Bezug auf 1 diskutiert, sind die Fahrsensoren 62 zum Übertragen entsprechender Fahrdaten an die Steuerung 20 konfiguriert. Das Off-Board Steuermodul 30 erhält die jeweiligen Fahrdaten (wie oben erläutert) und kann für den Fahrer 16 ein Kraftstoffverbrauchsprofil erstellen. Das Kraftstoffverbrauchsprofil kann Faktoren beschreiben, wie: wie viel Kraftstoff wird vom Fahrer 16 pro 100 Meilen verwendet, Leerlauf als Prozentsatz der Motorlaufzeit, starkes Bremsen (vom Bremspedalkraftsensor 66) als Prozentsatz der Fahrzeit und starkes Beschleunigen (vom Beschleunigungspedalkraftsensor 68) als Prozentsatz der Fahrzeit. Die Kraftstoffverbrauchspunktzahl (P1) berücksichtigt Eigenschaften des Fahrers (wie starkes Bremsen, starkes Beschleunigen) und den Straßenzustand (zum Beispiel Bergauffahren). Die Kraftstoffverbrauchspunktzahl (P1) kennzeichnet die Menge an verbrauchtem Kraftstoff auf einer bestimmten Route, sodass eine relativ höhere Kraftstoffverbrauchspunktzahl (P1) mit einem relativ niedrigen Kraftstoffverbrauch korreliert wird.
  • In Block 206B aus 3 kann die Steuerung 20 programmiert sein, um mithilfe der Geschwindigkeitshistorie des Off-Board Steuermoduls 30 eine Geschwindigkeitspunktzahl (P2) entlang der Vielzahl von Fahrstrecken 300 zu erhalten. Unter Bezugnahme auf die 1–2 kann das Off-Board Steuermodul 30 in elektronischer Verbindung mit mehreren Transportvorrichtungen stehen und von diesen Daten verwenden, wie beispielsweise eines zweiten Fahrzeugs 56 und eines dritten Fahrzeugs 58, um die Historiedaten der Fahrgeschwindigkeit in einem bestimmten Zeitraum eines Tages zu erhalten.
  • In Block 206C von 3 kann die Steuerung 20 programmiert werden, um eine Fahrstreckenpunktzahl (P3) zu erhalten, die die zurückgelegte Fahrstrecke auf jeder der Vielzahl von Routen 300 charakterisiert. Desgleichen kann in den Blöcken 206D und 206E von 3 die Steuerung 20 programmiert werden, um jeweils eine Anzahl von Ampelpunktzahlen (P4) (d. h. Anzahl der Ampeln auf einer bestimmten Route) und eine Anzahl von Kurvenpunktzahlen (P5) (beispielsweise Anzahl der Linkskurven auf einer bestimmten Route) zu erhalten. Das Off-Board Steuermodul 30 kann die zurückgelegte Strecke auf jeder der Vielzahl von Routen 300, die Anzahl der Ampeln auf einer bestimmten Route, die Anzahl der Kurven auf einer bestimmten Route, und andere Informationen dieser Art, von einer geografischen Datenbank 80 (siehe 1) über das drahtlose Netzwerk 48 erhalten. Die geografische Datenbank 80 kann jede öffentliche oder handelsübliche, Fachleuten bekannte Informationsquelle sein, wie zum Beispiel Google Earth.
  • In Block 206F von 3 kann die Steuerung 20 programmiert werden, um eine persönliche Präferenzpunktzahl (P6) zu erhalten, die jede beliebige persönliche Präferenz des Fahrers 16 sein kann, wie beispielsweise, die Präferenz von innerstädtischen Straßen gegenüber Schnellstraßen. Wie bekannt, ist die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf Schnellstraßen höher als auf innerstädtischen Straßen und es gibt im Allgemeinen keine Ampeln. Der Fahrer 16 kann über die Fahrereingabe 25 die persönliche Präferenz mitteilen. Das Off-Board Steuermodul 30 kann die persönliche Präferenzpunktzahl (P6) über das drahtlose Netzwerk 48 oder eine andere Quelle von der geografischen Datenbank 80 (siehe 1) erhalten.
  • In Block 208 aus 3 ist die Steuerung programmiert, um die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) auf eine erwartete Punktzahl zu verändern, mindestens teilweise basierend auf einer Datenbank mit Daten von mehreren Fahrern, die im Off-Board Steuermodul 30 gespeichert ist. Das Off-Board Steuermodul 30 (durch Prozessor 32 und Speicher 34) kann speziell programmiert sein, um eine Datenbank mit Daten von mehreren Fahren zu erstellen, die auf den Fahrdaten von Fahrern mehrerer Transportvorrichtungen basiert, wie einem zweiten Fahrzeug 56 und einem dritten Fahrzeug 58. Die Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) (erwartet auf einer i. Strecke) basiert auf einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,NT) auf der i. Strecke ohne einen Verkehrsfaktor, einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,T) auf einer i. Strecke mit einem Verkehrsfaktor und einem Empfindlichkeitsfaktor (β). Die Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) auf der i. Strecke i) kann definiert werden als: PSi = [PSi,NT + β·(PSi,T – PSi,NT)].
  • Die erwartete Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,NT) auf der i. Fahrstrecke ohne einen Verkehrsfaktor (z. B. um Mitternacht) und die erwartete Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,T)) auf der i. Fahrstrecke mit einem Verkehrsfaktor wird anhand historischer Daten zur Fahrgeschwindigkeit in einem bestimmten Zeitraum eines Tages abgeschätzt. Der Empfindlichkeitsfaktor (β) ist als ein Verhältnis einer Kovarianz und einer Varianz definiert, sodass: β = Kovarianz (PSi, PSi,NT)/Varianz (PSi,NT)].
  • Kovarianz ist ein Maß, wie Änderungen in einer Variablen mit Änderungen in einer zweiten Variablen verbunden sind. Insbesondere misst die Kovarianz den Grad, mit welchem zwei Variablen linear miteinander verbunden sind. Wenn eine Erhöhung einer Variablen mit einer Erhöhung der anderen Variablen einhergeht, dann ist die Kovarianz positiv. Wenn eine Erhöhung einer Variablen mit einer Abnahme der anderen Variablen einhergeht, dann ist die Kovarianz negativ. Die Kovarianz zwischen zwei gemeinsam verteilten, reell-wertigen statistischen Variablen X und Y, wobei E[X] der Erwartungswert oder Mittelwert von X ist, und unter der Annahme begrenzter zweiter Momente, ist definiert als: σ(X, Y) = E[(X – E[X])(Y – E[Y])] = E[(X – E[X])(Y – E[Y])].
  • Varianz (V) ist ein Sonderfall der Kovarianz, wenn die beiden Variablen gleich sind, und ist definiert als: σ(X, X) = σ2(X). Die Varianz misst den Grad der Streuung einer Gruppe von Zahlen. Die Varianz Null zeigt an, dass alle Werte identisch sind. Varianz ist immer nichtnegativ; eine kleine Varianz weist darauf hin, dass die Datenpunkte nahe dem Mittelwert bzw. Erwartungswert und beieinander liegen, während eine hohe Varianz darauf hinweist, dass die Datenpunkte gut um den Mittelwert verstreut und voneinander entfernt liegen. Die Quadratwurzel der Varianz ist die Standardabweichung.
  • In Block 210 von 3 ist die Steuerung programmiert, um die jeweilige Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) für jede der Vielzahl von Routen als Summe der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) auf jeder der Vielzahl von Routen zu erhalten, sodass: TS = ΣPSi.. In Block 212 von 3 ist die Steuerung 20 programmiert, um die personalisierte Route 301 aus der Vielzahl von Routen 300 mit einem höchsten Wert der entsprechenden Punktzahl des gesamten Gesamtenergieverbrauchs (TS) auszuwählen. In Block 214 ist die Steuerung 20 zur Steuerung von mindestens einem Betriebsparameter des Fahrzeugs 12 programmiert, sodass das Fahrzeug 12 an der bevorzugten Route festhält. Wenn das Fahrzeug 12 einer Route folgt, die vom Verfahren 200 nicht ausgewählt wurde, dann kann die Steuerung 20 programmiert werden, um auf einen alternativen, energiesparenden Betriebsmodus umzuschalten. Beispielsweise kann der energiesparende Betriebsmodus eine hohe Beschleunigung des Fahrzeugs 12 vermeiden. Die Steuerung 20 kann programmiert werden, um eine optische Mitteilung in einem Armaturenbrett (nicht dargestellt) oder einem anderen Teil, eine Sprachausgabe oder einen hörbaren Klingelton auszugeben. Daher optimiert das Verfahren 200 den Betrieb und die Funktionsweise der Transportvorrichtung 11.
  • Für jeden beliebigen der Blöcke 202, 204, 206, 208, 210 und 212 kann die Steuerung 20 Daten abrufen, oder anderweitig mit dem Off-Board Steuermodul 30 und dem Fernserver 36 von 1 über die oben diskutierten Verbindungsarten arbeiten. Die Steuerung 20, das Off-Board Steuerungsmodul 30 und der Fernserver 36 von den 1–2 können beinhalten: ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet), einschließlich eins beliebigen, nicht-transitorischen (z. B. physischen) Mediums, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer gelesen werden können (z. B. durch den Prozessor eines Computers). Ein derartiges Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Disketten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Drähte, die einen mit dem Prozessor gekoppelten Systembus beinhalten. Einige Formen von einem computerlesbaren Medium beinhalten beispielsweise eine Floppy Disk, eine flexible Platte, Festplatte, Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, ein anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette oder ein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
  • Nachschlagetabellen, Datenbanken, Datendepots oder andere hierin beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern, zum Zugreifen und zum Abrufen verschiedener Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem proprietären Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher kann in einem Computergerät beinhaltet sein, das ein Computerbetriebssystem wie beispielsweise eines der vorstehend aufgeführten einsetzt und auf das über ein Netzwerk in einer oder mehreren der Vielzahl von Arten zugegriffen werden kann. Ein Dateisystem kann durch ein Computerbetriebssystem zugänglich sein und Dateien beinhalten, die in verschiedenen Formaten gespeichert sind. Ein RDBMS kann die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Bearbeiten und Ausführen gespeicherter Prozeduren wie beispielsweise die vorstehend aufgeführte PL/SQL-Sprache einsetzen.
  • Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, doch der Umfang der Erfindung ist einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und andere Ausführungen für das Umsetzen der beanspruchten Erfindung detailliert beschrieben wurden, existieren unterschiedliche alternative Designs und Ausführungen, um die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung umzusetzen. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • 802.11 Normen des IEEE [0024]

Claims (10)

  1. Navigationssystem für eine Transportvorrichtung, mindestens teilweise durch einen Fahrer betätigt, worin das System beinhaltet: eine Steuerung mit einem Prozessor und einem physischen, nicht-vorübergehenden Speicher, in dem Anweisungen zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer personalisierten Route zum Befahren von einem Startort zu einem Zielort aufgezeichnet sind; ein Off-Board Steuermodul, das operativ mit einem Fernserver verbunden und konfiguriert ist, um mit der Steuerung zu kommunizieren, wobei das Off-Board Steuermodul mit der Steuerung nicht physikalisch verbunden ist; worin die Ausführung der Anweisungen durch den Controller denselben zu Folgendem aktiviert: eine Vielzahl von Routen von einem Startort zu einem Zielort zu erhalten; um jede der Vielzahl von Routen in eine jeweilige Vielzahl von Knoten zu unterteilen, so dass benachbarte der Vielzahl von Knoten eine entsprechende Strecke (i) definieren; um eine jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) für jede der jeweiligen Strecken (i) zu erhalten, mindestens teilweise basierend auf einer Vielzahl von Präferenzkategorien; zum Beziehen der jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (Ts) für jede der Vielzahl von Routen, mindestens teilweise basierend auf der entsprechenden Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (Psi);i); und um die personalisierte Route aus der Vielzahl von Routen mit einem höchsten Wert der entsprechenden Punktzahl des gesamten Gesamtenergieverbrauchs (TS) auszuwählen.
  2. System nach Anspruch 1, worin die Steuerung programmiert ist, um mindestens einen Parameter der Transportvorrichtung zu steuern, sodass die Transportvorrichtung an der bevorzugten Route festhält.
  3. System nach Anspruch 1, worin das Erhalten der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (Psi)i) für die jeweiligen Strecken (i) beinhaltet: Erhalt der jeweiligen Gewichte (w1, w2, w3) für jede der Vielzahl der Präferenzkategorien, sodass eine Summe der jeweiligen Gewichte eins (Σwn = 1) ist; Worin die Vielzahl von Präferenzkategorien gekennzeichnet wird durch entsprechende Kategoriepunktzahlen, einschließlich einer Kraftstoffverbrauchspunktzahl (P1) einer Geschwindigkeitspunktzahl (P2) und einer Fahrstreckenpunktzahl (P3); Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi), basierend auf einem Produkt der jeweiligen Gewichte und der entsprechenden Kategoriepunktzahlen, sodass: PSi = Σ(Pn·wn) = [P1·w1 + P2·w2 + P3·w3 + ...].
  4. System nach Anspruch 3, worin die entsprechenden Kategoriepunktzahlen eine Anzahl von Ampelpunktzahlen (P4) und eine Anzahl von Kurvenpunktzahlen (P5) beinhalten.
  5. System nach Anspruch 3, worin die entsprechenden Kategoriepunktzahlen eine persönliche Präferenzpunktzahl (P6) beinhaltet.
  6. System nach Anspruch 3, worin: das Off-Board Steuermodul eine Datenbank mit Daten von mehreren Fahrern beinhaltet; Die Steuerung ist programmiert, um die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi), mindestens teilweise, basierend auf der Datenbank mit mit Daten von mehreren Fahrern zu verändern.
  7. System nach Anspruch 6, worin: Die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) basiert auf einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,NT) auf einer jeweiligen Strecke (i) ohne einen Verkehrsfaktor, einer erwarteten Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi,T) auf einer jeweiligen Strecke (i) mit einem Verkehrsfaktor und einem Empfindlichkeitsfaktor (β); und worin der Empfindlichkeitsfaktor als ein Verhältnis einer Kovarianz und einer Varianz definiert ist, sodass: [β = Kovarianz (PSi, PSi,NT)/Varianz (PSi,NT)].
  8. System nach Anspruch 7, worin die jeweilige Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (Psi)i) definiert ist als: PSi = [PSi,NT + β·(PSi,T – PSi,NT)].
  9. System nach Anspruch 3, worin der Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) für jede der Vielzahl von Routen den Erhalt der jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) als eine Summe der jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PS,i) entlang der jeweiligen Strecken (i) auf jeder der Vielzahl von Strecken beinhaltet, sodass: TS = [ΣPSi].
  10. Verfahren der Navigation für eine Transportvorrichtung für die Fahrt von einem Startort zu einem Zielort, die Transportvorrichtung hat eine Steuerung in Verbindung mit einem Off-Board Steuermodul, wobei das Off-Board Steuermodul nicht physikalisch mit der Steuerung verbunden ist, die Transportvorrichtung mindestens teilweise durch einen Fahrer betätigt wird, das Verfahren umfassend: Erhalt, über die Steuerung, einer Vielzahl von Routen vom Startort zum Zielort; Aufteilen jeder der Vielzahl von Routen in eine jeweilige Vielzahl von Knoten, so dass benachbarte der Vielzahl von Knoten über die Steuerung eine entsprechende Strecke (i) definieren; Erhalt einer jeweiligen Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (PSi) für jede der jeweiligen Strecken (i), mindestens teilweise basierend auf einer Vielzahl von Präferenzkategorien, über die Steuerung; Erhalt einer jeweiligen Punktzahl des Gesamtenergieverbrauchs (TS) für jede der Vielzahl von Routen, mindestens teilweise basierend auf der entsprechenden Punktzahl des Streckenenergieverbrauchs (Psi);i); über die Steuerung; und Auswahl der personalisierten Route aus der Vielzahl von Routen mit einem höchsten Wert der entsprechenden Punktzahl des gesamten Gesamtenergieverbrauchs (TS).
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