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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Um den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Routenfindung zu unterstützen, sind Navigationssysteme bekannt, die bei Eingabe eines Zielortes durch den Fahrer eine oder gegebenenfalls auch mehrere alternative Routen vom Standpunkt des Fahrzeugs zum Zielort ermitteln und an den Fahrer ausgeben. Dabei kann die Route von einem Navigationssystem üblicherweise unter verschiedenen Gesichtspunkten, etwa hinsichtlich der Minimierung der Fahrtdauer, des Treibstoffverbrauchs und/oder der Streckenlänge, ermittelt werden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Fahren auf einer geplanten Route zu verbessern, insbesondere komfortabler und/oder sicherer zu machen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, gemäß den unabhängigen Ansprüchen sowie einem Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, weist eine ersten Verarbeitungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, für mindestens einen von mehreren Straßenabschnitten eines Straßennetzes, welche durch jeweils mindestens einen Abschnittsparameter charakterisiert sind, eine Ausrichtung des Fahrzeugs, die das Fahrzeug beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts aufweisen wird, zu ermitteln. Zudem weist die Vorrichtung eine Sonnenstandsermittlungseinrichtung und eine zweite Verarbeitungseinrichtung auf, wobei die Sonnenstandsermittlungseinrichtung dazu eingerichtet ist, für mindestens einen der Straßenabschnitte den Sonnenstand, den die Sonne beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts haben wird, zu ermitteln, und die zweite Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, für mindestens einen der Straßenabschnitte mindestens einen Blendungsparameter, welcher ein Maß für eine beim Passieren eines Straßenabschnitts zu erwartende Blendung des Fahrers des Fahrzeugs durch Sonnenlicht darstellt, anhand des Sonnenstands und der Ausrichtung des Fahrzeugs beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts zu ermitteln und für mindestens einen der Straßenabschnitte mindestens einen Bewertungsparameter anhand des für den jeweiligen Straßenabschnitt ermittelten Blendungsparameters und des den jeweiligen Straßenabschnitt charakterisierenden Abschnittsparameters zu ermitteln. Eine dritte Verarbeitungseinrichtung ist zudem dazu eingerichtet, anhand des mindestens einen Bewertungsparameters eine Route auf dem Straßennetz zu bewerten und/oder eine zu planen, und eine Ausgabeeinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Information auszugeben, die auf der Bewertung und/oder Planung der Route basiert.
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Bei der ersten, zweiten und/oder dritten Verarbeitungseinrichtung und/oder der Sonnenstandsermittlungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um Hardware- und/oder Softwaremodule, die zusammen in einer einzigen Hardwarekomponente integriert oder aber auch auf zwei oder mehrere Hardwarekomponenten verteilt sein können.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewertung und/oder Planung einer Route des Fahrzeugs auf.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, weist folgende Schritte auf: Ermitteln einer Ausrichtung des Fahrzeugs für mindestens einen von mehreren Straßenabschnitten eines Straßennetzes, welche jeweils durch mindestens einen Abschnittsparameter charakterisiert sind, die das Fahrzeug beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts aufweisen wird; Ermitteln des Sonnenstandes für mindestens einen der Straßenabschnitte, den die Sonne beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts haben wird; Ermitteln mindestens eines Blendungsparameters für mindestens einen der Straßenabschnitte, wobei der Blendungsparameter ein Maß für eine beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts zu erwartende Blendung des Fahrers des Fahrzeugs durch Sonnenlicht darstellt, anhand des Sonnenstandes und der Ausrichtung des Fahrzeugs beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts; Ermitteln mindestens eines Bewertungsparameters für mindestens einen der Straßenabschnitte anhand des für den jeweiligen Straßenabschnitt ermittelten Blendungsparameters und des den jeweiligen Straßenabschnitt charakterisierenden Abschnittsparameters; Bewerten und/oder Planen einer Route auf dem Straßennetz anhand des mindestens einen Bewertungsparameters; und Ausgeben einer Information, die auf der Bewertung und/oder Planung der vorgegebenen Route basiert.
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Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, Straßenabschnitte eines Straßennetzes zwischen einem vorgegebenen Start- und einem vorgegebenen Zielpunkt bezüglich einer möglichen Blendung eines Fahrers eines Fahrzeugs durch Sonnenlicht beim Durchfahren der Straßenabschnitte mit dem Fahrzeug zu bewerten, und anhand der Bewertungen der Straßenabschnitte eine Route auf dem Straßennetz zwischen dem Start- und Zielpunkt zu bewerten und/oder zu planen.
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Zu diesem Zweck wird die Ausrichtung des Fahrzeugs beim zukünftigen Passieren zumindest eines Straßenabschnitts durch eine erste Verarbeitungseinrichtung ermittelt, insbesondere abgeschätzt, und von einer zweiten Verarbeitungseinrichtung in Bezug zu einem von einer Sonnenstandsermittlungseinrichtung ermittelten Sonnenstand der Sonne beim zukünftigen Passieren des Straßenabschnitts gesetzt. Die darauf basierende Bewertung des Straßenabschnitts bezüglich der Blendung des Fahrers ist dadurch flexibel bzw. kann dynamisch an den Routenverlauf und/oder den Sonnenstand der Sonne angepasst werden.
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Die Ausrichtung des Fahrzeugs bezieht sich dabei auf eine Orientierung des Fahrzeugs in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, insbesondere in Bezug auf die Himmelsrichtungen unter Berücksichtigung einer Neigung des Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Ausrichtung eines Fahrzeugs durch einen Azimutwinkel und einen Meridianwinkel angegeben sein.
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Neben der Ausrichtung des Fahrzeugs liefert die erste Verarbeitungseinrichtung vorzugsweise auch eine geographische Position des jeweiligen Straßenabschnitts und einen Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug den Straßenabschnitt passieren wird, beispielsweise indem die erste Verarbeitungseinrichtung Navigationsdaten einer aus einem Kartenspeicher geladenen Navigationskarte verarbeitet. Anhand der geographischen Position und des Zeitpunkts kann die Sonnenstandsermittlungseinrichtung den Sonnenstand zuverlässig ermitteln, insbesondere unter Heranziehung von astronomischen Daten, die den Sonnenstand (Höhe, Azimut) an einem gegebenen Ort und zu einem gegebenen Zeitpunkt beschreiben und beispielsweise mittels mobiler Datenverbindung von einem zentralen Datenspeicher abgerufen oder z.B. mittels Sonnenstandsdiagramm berechnet werden.
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Die zweite Verarbeitungseinrichtung ermittelt dabei basierend auf der Ausrichtung des Fahrzeugs und dem Sonnenstand einen Blendungsparameter, welcher ein Maß für die Blendung des Fahrers durch Sonnenlicht beim Passieren des Straßenabschnitts darstellt. Vorzugsweise nimmt der Blendungsparameter einen Wert zwischen null und eins an, wobei ein Wert von eins einer maximalen Blendung entspricht, bei dem das Sonnenlicht beispielsweise frontal in das Gesicht des Fahrers fällt, und ein Wert von null keiner Blendung entspricht, etwa wenn sich die Sonne im Rücken des Fahrers befindet.
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Die zweite Verarbeitungseinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, die Bewertung des Straßenabschnitts bezüglich der zu erwartenden Blendung des Fahrers durch das Sonnenlicht auszuführen, indem sie einen Bewertungsparameter für den Straßenabschnitt basierend auf dem Blendungsparameter und mindestens einem Abschnittsparameter, welcher den Straßenabschnitt charakterisiert, ermittelt. Zum Beispiel charakterisiert der Abschnittsparameter die Länge des jeweils zu passierenden Straßenabschnitts und/oder die für das Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts erforderliche Reisezeit. Beispielsweise kann der Bewertungsparameter durch eine Multiplikation des Blendungsparameters mit dem mindestens einen Abschnittsparameter ermittelt werden.
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Dadurch kann eine vorgegebene Route bezüglich der Blendung des Fahrers durch Berücksichtigung aller Bewertungsparameter der Straßenabschnitte, die in der, insbesondere vorgegebenen, Route auf dem Straßennetz enthalten sind, z.B. durch Summation der durch die Bewertungsparameter charakterisierten Gesamtblendung des Fahrers, von einer dritten Verarbeitungseinrichtung bewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Verarbeitungseinrichtung auch dazu eingerichtet sein, eine Route auf dem Straßennetz basierend auf den Bewertungsparametern von Straßenabschnitten, die Teile verschiedener bzw. alternativer Routen sind, zu ermitteln, beispielsweise indem die Bewertungsparameter von Straßenabschnitten alternativer Routen miteinander verglichen werden und/oder eine Minimierung der durch die Bewertungsparameter charakterisierten Gesamtblendung des Fahrers ausgeführt wird.
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Somit kann von einer Ausgabeeinrichtung eine Information ausgegeben werden, welche die Bewertung der Route und/oder die geplante Route charakterisiert. Bei der Information kann es sich beispielsweise um eine Empfehlung handeln, eine vorgegebene Route nicht oder zu einem späteren Zeitpunkt zu durchfahren, um eine Blendung des Fahrers zu vermeiden oder zu reduzieren. Alternativ kann es sich bei der Information um eine Navigationsanweisung handeln, anhand welcher der Fahrer eine Route durchfahren kann, bei der seine Blendung minimiert ist.
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Dies ermöglicht es dem Fahrer des Fahrzeugs, eine Route, gegebenenfalls in einer empfohlenen Weise, zu durchfahren und dabei seine Blendung möglichst gering zu halten, so dass dadurch sein Komfort und/oder die Sicherheit erhöht wird.
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Die Straßenabschnitte des Straßennetzes können sich dabei auf eine Straße oder einen Teil einer Straße, beispielsweise zwischen Kreuzungen, Kurven, Steigungen und/oder Verkehrsschildern, beziehen. Vorzugsweise ist die Länge jedes Straßenabschnitts derart vorgegeben, dass der mindestens eine Abschnittsparameter, welcher den jeweiligen Straßenabschnitt charakterisiert, innerhalb des Straßenabschnitts im Wesentlichen konstant ist. Beispielsweise kann die Länge eines Straßenabschnitts dem Abstand von zwei Verkehrszeichen entsprechen, zwischen denen mit einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit gefahren werden darf Alternativ weisen die Straßenabschnitte eine vorgegebene Länge auf, etwa zwischen 10 und 100 m, insbesondere zwischen 25 und 75 m, bevorzugt zwischen 45 und 55 m. Somit wird eine geographisch hochauflösende Bewertung der Straßenabschnitte und dadurch gegebenenfalls eine besonders zuverlässige und präzise Bewertung der vorgegebenen Route und/oder eine flexible Planung der Route ermöglicht.
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Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine Verbesserung des Fahrens auf einer geplanten und/oder vorgegebenen Route, insbesondere durch Erhöhung des Komforts des Fahrers und/oder der Fahrsicherheit.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, das Straßennetz auf einen Graphen, der aus einer Menge von Knoten und einer Menge von Kanten gebildet ist, abzubilden und wenigstens einer der Kanten Kosten in Abhängigkeit von dem mindestens einen für mindestens einen Straßenabschnitt ermittelten Bewertungsparameter zuzuordnen. Zudem ist die dritte Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Route durch Ermitteln eines kürzesten Pfads, der wenigstens eine Kante enthält, zwischen zwei Knoten des Graphen unter Berücksichtigung der den Kanten jeweils zugeordneten Kosten zu planen. Beispielsweise werden die Gesamtkosten, die sich etwa durch Aufsummmierung der Kosten aller Kanten, die in einem Pfad durch den Graphen enthalten sind, ermittelt und mit den Gesamtkosten eines anderen Pfads verglichen. Insbesondere wird eine Kostenfunktion minimiert, in welche die Kosten der Kanten eingehen, wobei das Ergebnis der Minimierung den kürzesten Pfad und damit die Route liefert. Die Kosten können dabei neben der Blendung auch verschiedene andere Kriterien widerspiegeln, bezüglich der die Route optimiert sein soll, insbesondere Reisezeit und/oder Streckenlänge. Die Kosten können insbesondere auch dynamische Kriterien widerspiegeln, etwa die Tageszeit, zu der ein Straßenabschnitt durchfahren wird, beispielsweise bei der Berücksichtigung von staubedingten Verzögerungen, die abhängig von der Tageszeit sind und auf Erfahrungswerten basieren. Die Blendung durch das Sonnenlicht ist insbesondere ein Aufschlag auf solche Kosten. Dadurch wird auf einfache Weise die Ermittlung einer bezüglich der Blendung des Fahrers optimierten Route oder zumindest die Einbeziehung der Blendung des Fahrers in die Routenplanung ermöglicht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, den mindestens einen Bewertungsparameter für den mindestens einen Straßenabschnitt zu skalieren, so dass der mindestens eine Bewertungsparameter im Verhältnis zu Routenparametern, welche die Fahrt auf der Route charakterisieren und von welchen die Kosten, die den Kanten zugeordnet werden, ebenfalls abhängen, gewichtet wird. Insbesondere ist die dritte Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, den mindestens einen Bewertungsparameter im Verhältnis zu einer Gesamtreisezeit, einer Gesamtstreckenlänge, einem Kraftstoffverbrauch, einem Gesamtstreckenverlauf, einem oder mehreren Zwischenstopps, einer oder mehreren Sehenswürdigkeiten, einem Verkehrsaufkommen und/oder einer oder mehreren zu vermeidenden Straßen zu gewichten. Dadurch wird gewährleistet, dass eine mögliche Blendung des Fahrers mit einer angemessenen bzw. gewünschten Gewichtung gegenüber anderen Parametern in die Bewertung bzw. Planung der Route eingeht.
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Vorzugsweise ist die dritte Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Kosten wenigstens einer Kante des Graphen aus den vom Bewertungsparameter abhängenden Kosten und den Kosten wenigstens eines der Routenparameter zusammenzusetzen, d.h. die eine Blendung des Fahrers kennzeichnenden Kosten auf die von den Routenparametern abhängigen Kosten wenigstens einer Kante aufzuschlagen. Dadurch wird eine umfassende und besonders vorausschauende Routenplanung ermöglicht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Einfallswinkel des Sonnenlichts für mindestens einen der Straßenabschnitte in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs anhand des Sonnenstandes und der Ausrichtung des Fahrzeugs beim Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts zu ermitteln und mit einem vorgegebenen Einfallswinkelschwellenwert zu vergleichen, so dass der mindestens eine Blendungsparameter vom Ergebnis des Vergleichs, und insbesondere vom ermittelten Einfallswinkel des Sonnenlichts, abhängt. Dabei liegt der vorgegebenen Einfallswinkelschwellenwert vorzugsweise zwischen 40 und 120°, bevorzugt zwischen 50 und 90°, insbesondere zwischen 55 und 70°, wobei der Blendungsparameter vorzugsweise basierend auf einer zumindest teilweise linearen Funktion ermittelt wird, gemäß welcher der Blendungsparameter bei frontalem Einfall des Sonnenlichts auf das Fahrzeug, d.h. wenn der Einfallswinkel im Wesentlichen null ist, eins wird, und der Blendungsparameter bei seitlichem Einfall oder rückwärtigem Einfall des Sonnenlichts auf das Fahrzeug, d.h. wenn der Einfallswinkel größer ist als der Einfallswinkelschwellenwert, null wird.
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Alternativ wird der Bewertungsparameter zumindest teilweise basierend auf einer Kosinusfunktion des Einfallswinkels ermittelt, wobei der Bewertungsparameter für einen Einfallswinkel größer oder gleich des Einfallswinkelschwellenwerts, insbesondere im Wesentlichen 90°, null wird. Dadurch kann das Ausmaß der Blendung des Fahrers auf einem Straßenabschnitt präzise und hochaufgelöst bestimmt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, für jeden Straßenabschnitt einen Einfallswinkelbereich mit einer oberen Einfallswinkelgrenze und einer unteren Einfallswinkelgrenze, innerhalb derer Sonnenlicht in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs einfallen kann, zu ermitteln. Zudem ist die zweite Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, den mindestens einen Blendungsparameter nur für diejenigen Straßenabschnitte zu ermitteln, in denen die untere Einfallswinkelgrenze des Einfallswinkelbereichs unterhalb eines bzw. des vorgegebenen Einfallswinkelschwellenwerts des Sonnenlichts in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs liegt. Vorzugsweise wird der Blendungsparameter dabei für alle anderen Straßenabschnitte, in denen die untere Einfallswinkelgrenze oberhalb des vorgegebenen Einfallswinkelschwellenwerts liegt, vorgegeben, insbesondere null. Dadurch wird der Blendungsparameter und/oder den Bewertungsparameter nur für solche Straßenabschnitte ermittelt, in denen die Ausrichtung des Fahrzeugs zumindest zu einem Zeitpunkt innerhalb eines durch den Einfallswinkelschwellenwert vorgegebenen Winkelbereichs, d.h. im Wesentlichen in Richtung der Sonne, liegt.
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Vorzugsweise wird der Einfallswinkelbereich, insbesondere die obere Einfallswinkelgrenze und/oder die untere Einfallswinkelgrenze, dabei aus Navigationsdaten einer Navigationskarte ermittelt, welche die Ausrichtung der Straßenabschnitte, beispielsweise einen Azimutwinkel, oder ein Intervall, innerhalb dessen die Ausrichtung der Straßenabschnitte liegt, kennzeichnen. Dadurch kann schnell entschieden werden, ob der Blendungsparameter und/oder der Bewertungsparameter für einen Straßenabschnitt ermittelt werden muss oder ob der Blendungsparameter und/oder der Bewertungsparameter gegebenenfalls vorgegeben werden kann. Somit wird die Bewertung einer vorgegebenen Route und/oder die Planung einer Route besonders effizient.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Abschnittsparameter, der den jeweiligen Straßenabschnitt charakterisiert, durch mindestens eines der Folgenden oder durch eine Kombination aus mindestens zwei der Folgenden gegeben: Länge des jeweiligen Straßenabschnitts; Reisezeit auf dem jeweiligen Straßenabschnitt; Geschwindigkeit, insbesondere erlaubte Geschwindigkeit, des Fahrzeugs auf dem jeweiligen Straßenabschnitt; Verkehrslage auf dem jeweiligen Straßenabschnitt; Straßenverlauf in dem jeweiligen Straßenabschnitt; Spurbreite der Straße in dem jeweiligen Straßenabschnitt; möglicher Gegenverkehr auf dem jeweiligen Straßenabschnitt; und/oder Wetterlage. Die Straßenabschnitt können dabei eine feste Länge aufweisen. Alternativ können die Straßenabschnitte beispielsweise zwischen Kreuzungen, Kurven, Steigungen, Landmarken und/oder Verkehrszeichen liegen und jeweils unterschiedliche Längen aufweisen. Die Straßenabschnitte werden insbesondere durch die voraussichtliche Reisezeit gekennzeichnet, die das Fahrzeug zum Passieren des jeweiligen Straßenabschnitts benötigt. Die Reisezeit kann etwa anhand der Länge des jeweiligen Straßenabschnitts und einer errechneten oder auf Erfahrungswerten basierenden Durchschnittsgeschwindigkeit auf dem Straßenabschnitt ermittelt werden.
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Durch die Abschnittsparameter kann bei der Ermittlung des Bewertungsparameters, bei dem der Blendungsparameter vorzugsweise mit dem mindestens einen Abschnittsparameter multipliziert wird, beispielsweise berücksichtigt werden, dass sich die Blendung des Fahrers durch Sonnenlicht gegebenenfalls in bestimmten Verkehrs- und/oder Fahrsituationen, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, bei Gegenverkehr oder bei engem oder kurvigem Straßenverlauf, besonders schwerwiegend bzw. nachteilig auf die Fahrsicherheit auswirkt. Alternativ oder zusätzlich kann berücksichtigt werden, dass das Ausmaß der Blendung des Fahrers durch Umwelteinflüsse, beispielsweise eine regennasse Fahrbahn oder Bewölkung, beeinflusst wird.
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Die zweite Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Blendungsparameter anhand des mindestens einen Abschnittsparameters, insbesondere durch Multiplikation mit dem mindestens einen Abschnittsparameter, bezüglich der Verkehrssituation, Fahrsituation und/oder Umwelteinflüssen zu bewerten bzw. zu gewichten. Dies ermöglicht eine besonders genaue und an äußere Einflüsse angepasste dynamische Bewertung einzelner Straßenabschnitte.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, jeden der mehreren Straßenabschnitte jeweils aus einem oder mehreren, gegebenenfalls nicht zusammenhängenden, Teilabschnitten mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung zusammenzusetzen. Mit anderen Worten wird hierbei jedem der mehreren Straßenabschnitte jeweils eine Ausrichtung bzw. Orientierung zugeordnet, die sich, beispielsweise durch Mittelung, aus der Ausrichtung von Teilabschnitten ergibt. Vorzugsweise ist die erste Verarbeitungseinrichtung dabei dazu eingerichtet, die aus Teilabschnitten zusammengesetzten Straßenabschnitte und/oder deren, insbesondere mittlere, Ausrichtung aus Navigationsdaten einer Navigationskarte zu ermitteln. Dabei müssen die Teilabschnitte, aus denen ein Straßenabschnitt zusammengesetzt ist oder wird, geographisch nicht zusammenhängen.
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Unter einer im Wesentlichen gleichen Ausrichtung sind vorzugsweise Ausrichtungen von Teilabschnitten zu verstehen, deren Differenz weniger als 15°, bevorzugt weniger als 10°, insbesondere weniger als 5° beträgt.
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Beispielsweise kann eine Straße zwischen zwei Kreuzungen auf einem ersten Teilabschnitt zunächst im Wesentlichen in östlicher Richtung und dann auf einem zweiten Teilabschnitt in im Wesentlichen nördlicher Richtung verlaufen, bevor sie auf einem dritten Teilabschnitt weiter nach Osten verläuft. Der erste und dritte Teilabschnitt können daher zu einem Straßenabschnitt mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung zusammengefasst werden, so dass nur ein einzelner Bewertungsparameter für diese zwei Teilabschnitte ermittelt werden muss, da sich der Sonnenstand während des Befahrens dieser Straße voraussichtlich nicht wesentlich ändert. Vorzugsweise wird daher in Bezug auf die zusammengefassten Teilabschnitte ein durchschnittlicher Sonnenstand für die Berechnung des Bewertungsparameters herangezogen.
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Dadurch kann die, gegebenenfalls rechenintensive, Ermittlung vieler verschiedener Bewertungsparameter für jeden der Teilabschnitte auf die Ermittlung von Bewertungsparametern für jeden der aus den, gegebenenfalls geographisch nicht zusammenhängenden, Teilabschnitten zusammengesetzten Straßenabschnitte reduziert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Route unter Berücksichtigung von wenigstens einer in der Vergangenheit anhand von mindestens einem Blendungsparameter bewerteten und gespeicherten Route zu planen. Beispielsweise kann zunächst eine Route ohne Berücksichtigung der Blendung des Fahrers durch Minimierung der Pfadlänge eines Pfads im Graphen geplant und anschließend der blendungsbedingte Aufschlag auf die Kosten, die den Kanten des Graphen zugeordnet werden, berechnet werden. Unter Berücksichtigung des blendungsbedingten Aufschlags für die in der geplanten Route enthaltenen Kanten kann dann die Routenplanung erneut, insbesondere iterativ, ausgeführt werden. Dadurch müssen die blendungsbedingten Kosten oder die Bewertungsparameter nicht von vornherein für jede Kante des Graphen bzw. für jeden der mehreren Straßenabschnitte ermittelt werden, wodurch Rechenzeit gespart werden kann. Wenn die weiteren Routenparameter, welche die Fahrt auf der Route charakterisieren und von welchen die Kosten, die den Kanten zugeordnet werden, ebenfalls abhängen, nicht dynamisch sind, insbesondere nicht von Zeit, Wetter und Verkehrslage abhängen, und die Kosten vorzugsweise auf eine Weise ermittelt werden, die für eine Vielzahl von Fahrern gleich sind, können so zudem Algorithmen für die Routensuche eingesetzt werden, die auf Vorausberechnungen basieren. Beispielsweise können sog. „Contraction Hierarchies“ eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle initiale Routensuche.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Blendungszeitdauer auf Grundlage mindestens eines Bewertungsparameters für mindestens einen der Straßenabschnitte, in dem der mindestens eine Bewertungsparameter einen Bewertungsparameterschwellenwert erreicht oder überschreitet, zu ermitteln. Zudem kann die zweite Verarbeitungseinrichtung mindestens eine Pausenlänge und mindestens eine Pausenposition festlegen, insbesondere in demjenigen der Straßenabschnitte, in dem der Bewertungsparameter den Bewertungsparameterschwellenwert erreicht oder überschreitet, falls die Blendungszeitdauer einen Blendungszeitdauerschwellenwert erreicht oder überschreitet. Dabei ermittelt die zweite Verarbeitungseinrichtung den Bewertungsparameter für mindestens einen weiteren Straßenabschnitt, welcher auf den mindestens einen Straßenabschnitt, in dem der mindestens eine Bewertungsparameter den Bewertungsparameterschwellenwert erreicht oder überschreitet, folgt, unter Berücksichtigung der mindestens einen festgelegten Pausenlänge. Vorzugsweise ist die Ausgabeeinrichtung entsprechend dazu eingerichtet, die mindestens eine festgelegte Pausenlänge und/oder die mindestens eine festgelegte Pausenposition an den Fahrer des Fahrzeugs auszugeben.
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Beispielsweise können auf einer geplanten Route Straßenabschnitte ermittelt werden, in denen eine hohe Blendung des Fahrers länger als eine vorgegebene Zeitdauer, vorzugsweise länger als 5 Minuten, insbesondere länger als 10 Minuten, vorliegt. Anhand von Navigationsdaten einer Navigationskarte können vor den derart ermittelten Straßenabschnitten liegende Pausenpositionen festgelegt und verschiedene Pausenlängen, mindestens jedoch 15 Minuten, auf die Auswirkung der Blendung des Fahrers auf den hinter den Pausenpositionen liegenden Straßenabschnitten getestet bzw. ermittelt werden. Vorzugsweise wird dabei die Pausenlänge, beginnend bei 15 Minuten, schrittweise um 5 Minuten erhöht, insbesondere bis eine Pausenlänge von 60 Minuten erreicht ist. An den Fahrer können anschließend diejenigen Pausenpositionen und/oder Pausenlängen ausgegeben werden, bei denen die Blendung des Fahrers auf den hinter der Pausenposition liegenden Straßenabschnitten unter einen vorgegebenen Anteil der ursprünglich ermittelten Blendung gesunken ist, insbesondere zusammen mit einem Hinweis, dass er durch Einhalten der vorgeschlagenen Pausenpositionen und/oder Pausenlängen seine Blendung vermeiden oder zumindest reduzieren kann. Dadurch wird auf einfache Weise eine Reduzierung der Blendung des Fahrers ermöglicht, und somit dessen Komfort und die Sicherheit erhöht.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
- 1 ein Beispiel einer Vorrichtung zur Bewertung und/oder Planung einer Route; und
- 2 ein Beispiel einer in Straßenabschnitte unterteilten Straße.
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1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung 1 zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Verarbeitungseinrichtung 2, einer Sonnenstandsermittlungseinrichtung 3, einer zweiten Verarbeitungseinrichtung 4, einer dritten Verarbeitungseinrichtung 5 und einer Ausgabeeinrichtung 6.
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Die erste Verarbeitungseinrichtung 2 ist dazu eingerichtet, eine Ausrichtung des Fahrzeugs, d.h die Orientierung seiner Haupt- bzw. Längsachse bezüglich der Himmelsrichtungen und seiner Neigung bezüglich des Horizonts, auf einem oder mehreren Straßenabschnitten eines Straßennetzes, die das Fahrzeug bei deren Durchfahren einnimmt, zu ermitteln. Zusätzlich kann die erste Verarbeitungseinrichtung 2 auch die Uhrzeit ermitteln, insbesondere abschätzen, zu der das Fahrzeug den oder die Straßenabschnitte voraussichtlich passieren wird.
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Zu diesem Zweck ist die erste Verarbeitungseinrichtung 2 mit einem Kartenspeicher 2a verbunden, aus welchem von der ersten Verarbeitungseinrichtung 2 Kartendaten einer Navigationskarte, die das Straßennetz charakterisiert bzw. abbildet, geladen und verarbeitet werden können. Dabei können die Kartendaten neben der Ausrichtung und geographischen Position der Straßenabschnitte weitere detaillierte Informationen bezüglich der Straßenabschnitte enthalten, beispielsweise eine erlaubten Geschwindigkeit, eine durchschnittlichen Verkehrsdichte, einen Straßenverlauf, insbesondere eine Kurvigkeit, eine Spurbreite und/oder eine Verkehrsführung, insbesondere ob Gegenverkehr möglich ist.
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Die Kartendaten und/oder detaillierten Informationen bezüglich der Straßenabschnitte, die auch als Abschnittsparameter bezeichnet werden, können alternativ oder zusätzlich auch über eine Schnittstelle 2b, insbesondere eine Funkverbindung, abgerufen werden, beispielsweise in Bezug auf eine aktuelle Wetterlage und/oder eine aktuelle Verkehrslage auf einzelnen Straßenabschnitten.
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Die Sonnenstandsermittlungseinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, den jeweiligen Sonnenstand zu ermitteln, den die Sonne beim Durchfahren der Straßenabschnitte mit dem Fahrzeug haben wird. Zu diesem Zweck ist die Sonnenstandsermittlungseinrichtung 3 mit einer Sonnenstandsdatenbank 3a verbunden, aus der, insbesondere unter Berücksichtigung der geographischen Position des jeweiligen Straßenabschnitts, der Uhrzeit, zu der das Fahrzeug den jeweiligen Straßenabschnitt passieren wird und dem entsprechenden Datum, der Sonnenstand ausgelesen werden kann.
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Basierend auf der Ausrichtung des Fahrzeugs beim Durchfahren eines Straßenabschnitts und dem entsprechenden Sonnenstand kann die zweite Verarbeitungseinrichtung 4 einen Blendungsparameter ermitteln, beispielsweise als Funktion des Einfallswinkels des Sonnenlichts in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs.
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Befindet sich die Sonne im Wesentlichen seitlich vom oder hinter dem Fahrzeug, ist der Blendungsparameter beispielsweise gleich null. Fällt das Sonnenlicht dagegen frontal, d.h. im Wesentlichen entlang der Längsachse des Fahrzeugs, auf das Fahrzeug, ist der Blendungsparameter beispielsweise gleich eins. Zwischen dem seitlichen und frontalen Einfall des Sonnenlichts ändert sich der Blendungsparameter vorzugsweise linear oder gemäß einer Kosinusfunktion.
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Zusätzlich ist die zweite Verarbeitungseinrichtung 4 dazu eingerichtet, einen Bewertungsparameter bezüglich der Blendung des Fahrers des Fahrzeugs auf dem Straßenabschnitt auf Grundlage des Blendungsparameters und mindestens eines Abschnittsparameters für den entsprechenden Straßenabschnitt zu ermitteln, beispielsweise durch Multiplikation des Bewertungsparameters mit der Länge des Straßenabschnitts oder mit der voraussichtlich benötigten Reisezeit zum Befahren des Straßenabschnitts. Dadurch können verschiedene Straßenabschnitte bezüglich der Blendungsbewertung unterschiedlich stark gewichtet werden.
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Beispielsweise fällt ein langer Straßenabschnitt, der im Wesentlichen in Richtung der tief stehenden Sonne und zudem über eine schmale Straße mit viel Gegenverkehr verläuft, bei der Bewertung einer, insbesondere vorgegebenen, Route bezüglich der Blendung des Fahrers durch die dritte Verarbeitungseinrichtung 5 somit deutlich stärker ins Gewicht als ein kurzer Straßenabschnitt, auf dem das Sonnenlicht unter 45° auf das Fahrzeug fällt und der zu einer Uhrzeit befahren wird, zu der eine teilweise Bewölkung vorhergesagt ist.
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Die Bewertungsparameter der Straßenabschnitte, die eine derartige Gewichtung enthalten, können auch vorteilhaft zur Ermittlung einer Route durch die dritte Verarbeitungseinrichtung 5 verwendet werden, etwa indem in einem Graphen des Straßennetzes aus Knoten und Kanten, wobei die Knoten beispielsweise von Kreuzungen und die Kanten von Straßenabschnitten gebildet werden, ein kürzester Pfad gesucht wird, dessen Länge auf den Kanten zugeordneten Kosten basiert, die unter Berücksichtigung der Bewertungsparameter der Straßenabschnitte festgelegt werden. Die Bewertungsparameter können beispielsweise einen blendungsbedingten Aufschlag auf durch Routenparameter wie Reisezeit, Routenlänge und/oder Kraftstoffverbrauch bedingte Kosten einer Kante darstellen, wobei der blendungsbedingte Aufschlag gegebenenfalls gegenüber diesen Routenparametern gewichtet wird.
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Eine derart bewertete und/oder geplante Route wird von der Ausgabeeinrichtung 6, die beispielsweise als Display ausgebildet sein kann, an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Alternativ oder zusätzlich kann auch andere Information, beispielsweise Empfehlungen bezüglich geeigneter Pausenzeiten und/oder Pausenpositionen, die auf der Bewertung und/oder Planung der Route basieren und zur Reduzierung der Blendung des Fahrers geeignet sind, ausgegeben werden.
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2 zeigt eine Straße 7, die beispielhaft durch gepunktete Linien in Straßenabschnitte 8 unterteilt ist. Der Verlauf der Straße 7 und deren Unterteilung sind z.B. als Kartendaten einer Navigationskarte in einem Kartenspeicher gespeichert.
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Anhand der Kartendaten der Navigationskarte kann, beispielsweise von einer ersten Verarbeitungseinrichtung 2 einer Vorrichtung 1 zur Bewertung und/oder Planung einer Route eines Fahrzeugs (siehe 1), eine als Pfeil angedeutete Ausrichtung 9 des Fahrzeugs ermittelt werden, die das Fahrzeug beim Befahren der einzelnen Straßenabschnitte 8 haben wird.
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Beispielsweise können die Kartendaten eine Ausrichtung der Straße 7 innerhalb jedes Routenabschnitts 8 enthalten. Die Ausrichtung 9 des Fahrzeugs innerhalb des Straßenabschnitts 8 ergibt sich aus der mit einem strichpunktierten Pfeil angedeuteten mittleren Ausrichtung 9' der Straße 7 dann unter der Annahme, dass das Fahrzeug dem Straßenverlauf der Straße 7 im Wesentlichen folgt.
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Anhand der Ausrichtung 9 des Fahrzeugs auf einem Straßenabschnitt 8 und des Sonnenstands 10 bezüglich der geographischen Position des Straßenabschnitts 8 an dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug den Straßenabschnitt 8 durchfahren wird, wird ein Blendungsparameter ermittelt, der ein Maß für die Blendung des Fahrers des Fahrzeugs durch das Sonnenlicht 10' bei zukünftigem Durchfahren des Straßenabschnitts 8 darstellt. Der Blendungsparameter kann beispielsweise von einem Einfallswinkel α zwischen dem Sonnenlicht 10' und der Ausrichtung 9 des Fahrzeugs ermittelt werden, wobei sich die Blendung des Fahrers und damit auch der Blendungsparameter invers zum Einfallswinkel verhält, d.h. die Blendung bei abnehmendem Einfallswinkel α zunimmt.
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Um den Einfluss der durch den Blendungsparameter charakterisierten tatsächlichen Blendung des Fahrers beim Durchfahren des Straßenabschnitts 8 auf Fahrkomfort und/oder Fahrsicherheit zu bewerten, wird der Blendungsparameter anhand mindestens eines Abschnittsparameters, der eine Fahrsituation, Verkehrssituation und/oder Umwelteinflüsse charakterisiert und dem entsprechenden Straßenabschnitt 8 zugeordnet ist, gewichtet. Der mindestens einen Abschnittsparameter kann dabei ebenfalls in den Kartendaten enthalten sein, die zur Bestimmung der Ausrichtung 9 des Fahrzeugs herangezogen werden.
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Der aus der Gewichtung des Blendungsparameters mit dem mindestens einen Abschnittsparameter erhaltene Bewertungsparameter erlaubt eine zuverlässige und präzise Bewertung der Straßenabschnitte 8 bezüglich der Blendung des Fahrers durch Sonnenlicht 10'.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- erste Verarbeitungseinrichtung
- 2a
- Kartenspeicher
- 2b
- Schnittstelle
- 3
- Sonnenstandsermittlungseinrichtung
- 3a
- Sonnenstandsdatenbank
- 4
- zweite Verarbeitungseinrichtung
- 5
- dritte Verarbeitungseinrichtung
- 6
- Ausgabeeinrichtung
- 7
- Straße
- 8
- Straßenabschnitt
- 9
- Ausrichtung des Fahrzeugs
- 9'
- mittlere Ausrichtung der Straße
- 10
- Sonnenstand
- 10'
- Sonnenlicht
- α
- Einfallswinkel