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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Planen und Bereitstellen von Routen, insbesondere von Fahrtrouten für Kraftfahrzeuge, und betrifft ganz besonders die Auswahl möglicher Routen anhand von Routenkriterien.
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Stand der Technik
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Routenplanungsverfahren sind grundsätzlich bekannt und werden üblicherweise von mobilen oder stationären Navigationssystemen durchgeführt. Diese erzeugen eine Mehrzahl möglicher Routen von einer Startposition zu einer Zielposition. Aus diesen Routen werden anhand von Routenkriterien, wie Fahrdauer oder Routenlänge, günstige Routen identifiziert und dem Fahrzeugführer zur Auswahl präsentiert oder automatisch ausgewählt.
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Die
DE 10 2019 205 942.2 offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrtroute für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Fahrerassistenzsystem, das mehrere Automatisierungsstufen aufweist. Die berechneten Fahrtrouten von einer Startposition zu einer Zielposition werden anhand eines Kriteriums optimiert oder es wird eine Fahrtroute anhand des Kriteriums ausgewählt. Eines der Kriterien betrifft die verfügbaren Automatisierungsstufen des Kraftfahrzeugs für einzelne Routenabschnitte der berechneten Fahrtrouten. Die Auswahl der Fahrtroute erfolgt dann anhand der Höhe oder Anzahl der verfügbaren Automatisierungsstufen, je nach Fahrerpräferenz oder Müdigkeitszustand. Die Information, mit welcher Automatisierungsstufe jeder Routenabschnitt befahren werden kann, wird aus Umgebungsbedingungen abgeleitet, z.B. Wetterbedingungen, oder aus einer Datenbank abgefragt.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Planung und Auswahl von Fahrtrouten weiter zu verbessern.
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Darstellung und Vorteile der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrtroute für ein entsprechend den Maßnahmen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird ein neues Kriterium zur Routenoptimierung hinsichtlich Fahrzeit oder Fahreffizienz vorgeschlagen. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Navigationssystem, ein Computerprogramm, ein computerlesbares Speichermedium und ein Computerprogrammprodukt entsprechend der nebengeordneten Ansprüche 6 bis 9.
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Das Bereitstellen einer Fahrtroute für ein Kraftfahrzeug, das mit Kraftstoff, elektrischer Energie oder alternativen Antrieben betrieben wird, ist ein geläufiges Verfahren. Eine Fahrtroute wird auf Basis von Kartendaten ermittelt. Die Kartendaten repräsentieren ein Wegenetz einer Region. Die Fahrtroute beschreibt den Reiseweg von einer Start- zu einer Zielposition innerhalb des Wegenetzes und wird üblicherweise mit optischen und/oder akustischen Handlungsempfehlungen an den Fahrer ausgegeben. Fahrtrouten können auch von Fahrerassistenzsystemen oder autonomen Fahrzeugsteuerungen bzw. Fahrzeugfunktionen genutzt werden. Die Start- und Zielpositionen werden üblicherweise manuell ins Fahrzeugnavigationssystem, ein mobiles Endgerät oder einen stationären Computer eingegeben bzw. durch den eigenen aktuellen Standort bestimmt. Dieser wird üblicherweise mittels eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) ermittelt. Das Fahrzeugnavigationssystem oder eine auf dem mobilen Gerät, dem Computer oder auf einem entfernten Server laufende Anwendung empfängt die erforderlichen Positions- und Kartendaten von einer Eingabeschnittstelle sowie von internen oder externen Speichern. Es berechnet die Route mittels einer Recheneinheit und wählt eine oder mehrere Fahrtrouten nach vorgegebenen Routenkriterien aus. Das Fahrzeugnavigationssystem steuert anschließend Ausgabemittel, wie einen Bildschirm oder einen Lautsprecher an, um eine Routenauswahl oder eine Routenbestätigungsabfrage sowie Handlungsempfehlungen an den Fahrer zum Navigieren innerhalb der Kartendaten des Wegenetzes auszugeben. Fahrzeugnavigationssysteme sind im Stand der Technik bekannt.
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Die Vielzahl möglicher Fahrtrouten von einer Start- zu einer Zielposition innerhalb des Wegenetzes erfordert die Auswahl einer der Fahrtrouten. Diese Auswahl wird üblicherweise nach der schnellsten, der kürzesten, der effizientesten oder auch der attraktivsten Fahrtroute getroffen. Diese Kriterien bewerten Kartendatenattribute einzelner Routenabschnitte des Wegenetzes. Routenabschnitte können Wegabschnitte sein, die durch wegspezifische Gegebenheiten wie Kreuzungen, die Wegkrümmung, Länge, Breite oder Spuranzahl, oder auch rechtliche Gegebenheiten, wie die zulässige Höchstgeschwindigkeit, definiert sind. Diese Gegebenheiten werden durch die Kartendatenattribute berechenbar gemacht. Für die schnellste Fahrtroute wird beispielsweise die zulässige Höchstgeschwindigkeit oder die historische Durchschnittsgeschwindigkeit mit der Wegstrecke, also der Länge jedes Routenabschnitts jeder Fahrtroute verrechnet, um die Gesamtfahrzeit jeder Fahrtroute zu erhalten. Bei der kürzesten Wegstreckenbestimmung wird die aggregierte Wegstrecke der Routenabschnitte zugrunde gelegt, bei der effizientesten beispielsweise die Kraftstoff- bzw. Energiekosten. Die Attraktivität der Route kann anhand von Geschwindigkeitsvorgaben oder den Routenabschnitten als Attribut zugeordnete landschaftliche oder fahrerspezifisch ausgewählte Attraktivitätspunkte bewertet werden. Die Auswahl einer Fahrtroute kann auch als Optimieren der Fahrtroute anhand der Routenkriterien betrachtet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Routenkriterium der zeitlich und/oder örtlich erwartete Automatisierungsgrad des Verkehrs auf den berechneten Fahrtrouten ist. Automatisierungen sind halb- oder vollautomatisch bzw. - autonom ausgeführte Fahrzeugsteuerungen, wie automatisches Beschleunigen, Bremsen, Lenken oder Abstandhalten. Auch komplexe Fahrmanöver, wie Spurwechsel- oder Überholvorgänge könnten automatisiert durchgeführt werden. Je nach Ausstattung eines Fahrzeugs bzw. Vorhandensein eines Fahrerassistenzsystems (Abstandsregeltempomat, Spurwechsel- oder Spurhalteassistent, Aufmerksamkeitsassistent, Beschleunigungsassistent, (Not-)Bremsassistent) ergeben sich so unterschiedliche Automatisierungsstufen, von der reinen manuellen Steuerung des Fahrzeugs bis zur Hoch- bzw. Vollautomatisierung. Die Automatisierungsstufen werden auch als Autonomiestufe bezeichnet und üblicherweise in sechs Stufen unterteilt, wie z.B. im Dokument
DE 2019 205 942 A1 beschrieben.
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Der Automatisierungsgrad des Verkehrs ist der Anteil der Fahrzeuge, die eine Automatisierungsstufe größer als null aufweisen, bezogen auf die Gesamtmenge an Fahrzeugen im Umfeld des Kraftfahrzeugs. Der Anteil kann auch bezüglich der Höhe bzw. Ausprägung der Automatisierungsstufe gewichtet sein. Die Fahrzeuge im Umfeld des Kraftfahrzeugs bilden dabei den Verkehr im vorliegenden Kontext. Das Umfeld des Fahrzeugs wird dabei zeitlich und räumlich entsprechend der aktuellen Position oder entlang der möglichen Fahrtrouten bzw. Routenabschnitte definiert. So kann das Umfeld einem oder mehreren Routenabschnitten entsprechen. Alternativ oder zusätzlich kann das Umfeld des Kraftfahrzeugs durch die Reichweite der am Kraftfahrzeug vorhandenen Umfelderfassungsmittel, wie Kamera, Radar, Lidar usw. gebildet sein. In einigen Anwendungen kann dies die Reichweite von Kommunikationsmitteln zur Kommunikation von Verkehrsteilnehmern untereinander (V2X-Kommunikation) umfassen.
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Der Automatisierungsgrad ist üblicherweise lediglich ein Routenkriterium zur Auswahl von Fahrtrouten. Der Automatisierungsgrad kann als Routenkriterium direkt die Auswahl der zu befahrenden Fahrtroute aus den möglichen Fahrtrouten oder als Hilfskriterium zur Berechnung der Fahrzeit oder der Effizienz benutzt werden. Der Automatisierungsgrad kann als Kartendatenattribut den Kartendaten zugeordnet sein oder über aktuelle Verkehrsüberwachung mittels Verkehrsfunk oder abschnittsbezogener Warndaten verbreitet werden. Der Automatisierungsgrad ist zeitlich und räumlich begrenzt gültig. So kann unterschiedlichen Tages, Wochen- oder Jahreszeiten ein unterschiedlicher abschnitts- oder straßenklassenbezogener Automatisierungsgrad zugeordnet sein. Der Automatisierungsgrad kann auf Basis historischer Verkehrsdaten auch unter Abgleich mit örtlichen Zulassungsstatistiken geschätzt und als Erwartungswert ausgegeben werden. Da der Automatisierungsgrad zeitlich und räumlich variabel ist, kann sich auch die optimale Fahrtroute je nach Tageszeit oder Wochentag unterscheiden. So kann die effizienteste Fahrtroute, die durch ein geringes Unfall- oder Staurisiko und/oder einen hohen oder konstanten Verkehrsfluss charakterisiert ist, von der kürzesten Fahrtroute abweichen. Auch die Verkehrsdichte, die bei üblichen Routenplanungsalgorithmen eine proportionale Erhöhung der Fahrtzeit bewirkt, kann in Verbindung mit einem hohen Automatisierungsgrad zu einer Fahrtzeitverkürzung gegenüber einer weniger befahrenen Fahrtroute führen, welche gleich lang oder sogar kürzer sein kann aber keinen hohen Automatisierungsgrad aufweist. So ist das Verkehrsaufkommen auf den Autobahnen in der näheren Umgebung einer Fahrzeugfabrik um den Zeitpunkt der Schichtwechsel oft überdurchschnittlich hoch. Gleichzeitig weisen Mitarbeiter eines Fahrzeugherstellers eine überdurchschnittliche Affinität hinsichtlich automatischer und autonomer Fahrzeugfunktionen auf. Diese schlägt sich in den lokalen Zulassungsstatistiken oder historischen Verkehrsdaten nieder. Der Routenplanungsalgorithmus berechnet dann entsprechend eine Fahrtroute durch das betreffende Gebiet und keine Umfahrungsroute.
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Die Erfindung basiert auf dem überraschenden Effekt, dass ein aufgrund von Fahrerassistenzsystemen erwarteter verbesserter Verkehrsfluss im Umfeld des Kraftfahrzeugs bzw. entlang der Fahrtroute zur besseren Prognose und Auswahl der günstigsten zu befahrenden Fahrtroute verwendet werden kann, und zwar unabhängig von der eigenen Automatisierungsstufe des Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß vorteilhaft werden die technischen Effekte der Fahrerassistenzsysteme auf den Verkehrsfluss, wie höhere Spitzen- oder Durchschnittsgeschwindigkeit sowie geringere Stauwahrscheinlichkeit, entsprechend ihres erwarteten Ausmaßes in die Routenplanung einbezogen. Die Reduzierung des Staurisikos beruht dabei zum einen auf einer geringeren Unfallgefahr aufgrund besserer Einhaltung des Sicherheitsabstandes, rechtzeitigem Bremsen, angemessenem Beschleunigen nach Verkehrsstockungen sowie generell aufgrund der gesteigerten Sicherheit, auch durch nicht aktiv in die Fahrzeugsteuerung eingreifende Assistenten mit Warncharakter. Zum anderen werden Verkehrsphänomene wie der Ziehharmonikaeffekt, also übermäßig langes Rückstauen bei stockendem Verkehr aufgrund des ständigen Wechsels zwischen Beschleunigen und Bremsen oder aufgrund von Einschervorgängen, reduziert, weil derartige Effekte von den Fahrerassistenzsystemen antizipiert und in einigen Anwendungen sogar kooperativ unter den Verkehrsteilnehmern ausgeglichen werden. Somit profitieren auch Kraftfahrzeuge ohne eigene automatische Fahrzeugsteuerung von anderen Fahrzeugen mit Automatikfunktionen. Die Auswahl der Fahrtroute erfolgt entsprechend nicht danach, inwieweit eigene Automatikfunktionen eingesetzt werden können, sondern welcher Automatisierungsgrad im Verkehr tatsächlich vorhanden ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Abrufen des erwarteten Automatisierungsgrads des Verkehrs aus einer Datenbank für die berechneten möglichen Fahrtrouten oder Routenabschnitte, wenn die jeweilige Fahrtroute aus mehreren Routenabschnitten zusammengesetzt ist. Datenbanken über Routeninformationen sind bekannt. Dies können lokal auf dem mobilen Gerät gespeicherte Daten oder über eine Schnittstelle zu einem entfernten Server, beispielsweise von Navigationsanbietern, abgerufene Daten sein. Der entfernte Server kann auch eine behördliche Datenbank sein, wie regional verteilte Anmelde- oder Zulassungsstatistiken, aus denen der zu erwartende Automatisierungsgrad örtlich differenziert ermittelt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Erfassen von Fahrzeugen im Umfeld des Kraftfahrzeugs, ein Zuordnen einer Automatisierungsstufe zu jedem erfassten Fahrzeug, ein Übermitteln der zugeordneten Automatisierungsstufe jedes erfassten Fahrzeugs oder eines selbstberechneten Automatisierungsgrads des Verkehrs zusammen mit der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und/oder einem Zeitstempel an eine Datenbank.
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Das Erfassen anderer Fahrzeuge im Umfeld erfolgt anhand der im Fahrzeug vorhandenen Umfelderfassungsmittel, wie Kamera, Radar, Lidar usw., oder anhand von empfangener Informationsermittlung über Kommunikationsmittel zur Kommunikation von Verkehrsteilnehmern untereinander (V2X-Kommunikation).
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Aus den erfassten oder empfangenen Daten werden Merkmale hinsichtlich der möglichen Automatikfunktionen bzw. der Automatisierungsstufe der erfassten Fahrzeuge abgeleitet. Dies kann verhaltensbasiert aus den Manövern der anderen Fahrzeuge abgeleitet werden. Dazu können angelernte oder lernende Algorithmen auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz bzw. des Maschinenlernens verwendet werden. Die Ableitung kann auch anhand optisch oder messtechnisch erfasster technischer Merkmale der Fahrzeuge erfolgen, beispielsweise durch das Erkennen von Radar- oder Lidar-Anbauten oder das Messen ausgestrahlter Radar- oder Lidar-Strahlung. Alternativ oder zusätzlich können auch empfangene Kommunikationsbotschaften (z.B. CAM - Cooperative Awareness Message, DEN - Decentralized Environmental Message, etc.) zum Zuordnen der Automatisierungsstufe zu den aussendenden Fahrzeugen verwendet werden. Dabei kann die Automatisierungsstufe direkt in der Botschaft codiert sein oder aus anderen Botschaftsinhalten, wie Kooperationsanfragen, abgeleitet werden.
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Das Übermitteln der zugeordneten Automatisierungsstufe jedes erfassten Fahrzeugs bzw. des selbstberechneten Automatisierungsgrads des Verkehrs an die Datenbank erfolgt über eine Schnittstelle kabelgebunden oder vorzugsweise kabellos, beispielsweise über ein Mobilfunknetz. Das Übermitteln kann fahrzeugspezifisch oder mittels eines kumulierten Wertes z.B. innerhalb eines Routenabschnitts erfolgen. Die Datenbank kann dieselbe Datenbank sein, von der auch der Automatisierungsgrad abgerufen werden kann. Die Datenbank kann auch die Datenbank sein, von der die Kartendaten zur Verfügung gestellt werden, sie kann also eine lokale Datenbank des mobilen Endgeräts oder eines entfernten Servers sein. Die Daten werden dabei gemeinsam mit der aktuellen Position, also einer Ortsinformation, und/oder der aktuellen Zeit, also einer Zeitinformation bzw. einem Zeitstempel, übermittelt. Der Ortsbezug wird über ein GNSS oder mittels alternativer Positionsbestimmungen, z.B. anhand von Landmarken, hergestellt und kann zur Zuordnung der Daten zu einer Fahrtroute oder einem Routenabschnitt erforderlich sein. Der Zeitbezug trägt der Tatsache Rechnung, dass sich das Verkehrsaufkommen in Abhängigkeit der Tageszeit, des Wochentags oder auch der Jahreszeit unterscheidet. Dadurch ist es möglich, den Automatisierungsgrad zeitlich differenziert zu erfassen, was wiederum dem Routenplanungsalgorithmus in die Lage versetzt, für verschiedene geplante Start- oder Ankunftszeiten einer Fahrtroute auch verschiedene effizienteste oder schnellste Routen zu berechnen.
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Das Berechnen des Automatisierungsgrads kann durch das Kraftfahrzeug oder das dem Kraftfahrzeug zugeordnete Navigationssystem anhand der Anzahl und Ausprägung der zugeordneten Automatisierungsstufen in Relation zur Gesamtzahl erfasster Fahrzeuge erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Nutzen des berechneten Automatisierungsgrads oder die den erfassten Fahrzeugen zugeordnete Automatisierungsstufe zum Neuberechnen bzw. Optimieren der aktuell befahrenen Fahrtroute oder auch zum Anpassen der Fahrzeugsteuerung erfolgen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Klassifizieren des erfassten Verhaltens jedes Fahrzeugs im Umfeld anhand deren Längs- und Querbeschleunigungen, und ein Zuordnen des Automatisierungsgrads jedes Fahrzeugs im Umfeld in Abhängigkeit der Verhaltensklassifikation. Dies ermöglicht besonders einfach das Anlernen eines Klassifikationsalgorithmus, der mit wenigen Eingangsparametern schnell trainiert und sicher in mobilen Anwendungen ausgeführt werden kann.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Erkennen des Typs jedes erfassten Fahrzeugs im Umfeld des Kraftfahrzeugs und ein Abrufen der Automatisierungsstufe des jeweiligen Typs oder der jeweiligen Fahrzeugklasse aus einer weiteren Datenbank, wie z. B. einer Kfz-Zulassungsdatenbank.
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Der Typ oder die Fahrzeugklasse wird mittels einer Objektverarbeitung der optischen Daten oder Punktewolken bezüglich typspezifischer Merkmale, wie Länge, Breite, Höhe, Formgebung, markenspezifischer Charakteristika oder Kennzeichen sowie gegebenenfalls anhand verhaltensbasierter Merkmale, wie Maximalgeschwindigkeit, ermittelt. Die Objektverarbeitung kann dem Umfelderfassungsmittel, z.B. der Kamera oder dem Radargerät, zugeordnet sein oder separat durch das Navigationssystem durchgeführt werden. Der Typ kann auch aus empfangenen Kommunikationsbotschaften ermittelt werden.
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Die Automatisierungsstufe kann aus einer Datenbank abgefragt werden, in dem der Fahrzeugtyp des erfassten Fahrzeugs in der lokalen oder entfernten Datenbank abgeglichen wird. Für Fahrzeugtypen oder Fahrzeugklassen können spezifisch oder durchschnittlich vorhandene Automatisierungsstufen vorhanden sein oder angenommen werden, die wiederum ad hoc oder zyklisch von behördlichen Datenbanken abgerufen werden können. Die Datenbank kann die Datenbank mit den Kartendaten oder eine weitere Datenbank, z.B. eine behördliche Datenbank der Zulassungsstatistiken oder eine kommerzielle Datenbank über Verkehrsinformationen, sein. Fehlen typspezifische Einträge in der Datenbank, können klassenspezifische oder klassenähnliche Automatisierungsstufen abgerufen werden. Selbstverständlich können die abgefragten Automatisierungsstufen zeitlich und/oder örtlich differenziert vorliegen.
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Die Aufgabe wird außerdem durch ein Navigationssystem zum Bereitstellen einer Fahrtroute gemäß Anspruch 6 gelöst. Das Navigationssystem weist eine Schnittstelle zum Empfangen einer Startposition und einer Zielposition, eine Schnittstelle zum Empfangen von Kartendaten, eine Recheneinheit zum Berechnen und Auswählen von Fahrtrouten von der Startposition zu der Zielposition auf Basis der Kartendaten sowie eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer der Fahrtrouten, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Vorteilhafterweise wird dadurch ermöglicht, die Erfindung auf verschiedensten mobilen Endgeräten, Computern und Fahrzeugen auszuführen und auf unterschiedlichen Ausgabemitteln, wie Display eines Mobilfunkgerätes und/oder eines Fahrzeugs, anwenderspezifisch auszugeben oder an diese zu übertragen.
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Die Aufgabe wird außerdem durch ein Computerprogramm entsprechend Anspruch 7 gelöst, wobei das Computerprogramm die Recheneinheit dazu veranlasst, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird. Vorteilhafterweise wird dadurch die Anwendbarkeit des Verfahrens weiter gesteigert, da eine Verbindung zwischen unterschiedlichen Programmarten und Programmiersprachen und dem Navigationssystem ermöglicht wird. Dabei wird bei gesteigerter Anwendbarkeit auch das Verfahren weiter optimiert, da eine breitere Anwendbarkeit eine größere Datengenauigkeit zur Folge hat.
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Die Aufgabe wird außerdem durch ein computerlesbares Speichermedium entsprechend Anspruch 8 gelöst, wobei auf dem computerlesbaren Speichermedium das Computerprogramm gespeichert ist. Dies ermöglicht noch weiter verbesserte Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgrund der Interoperabilität und Transportierbarkeit des Speichermediums.
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Die Aufgabe wird außerdem durch ein Computerprogrammprodukt entsprechend Anspruch 9 gelöst, wobei das Computerprogrammprodukt das computerlesbare Speichermedium und das auf dem computerlesbaren Speichermedium gespeicherte Computerprogramm aufweist, wobei das Computerprogramm zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Dadurch entfällt die Beschränkung auf Navigationssysteme und die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann noch weiter verbreitet werden.
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Ausführungsbeispiel
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
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Ein Fahrzeugführer plant eine längere Fahrt und möchte eine Navigationsanwendung (Fahrzeug, mobiles Endgerät, Internet) zum Ermitteln der für ihn optimalen Fahrtroute verwenden. Seine Präferenz liegt auf einer stressfreien und effizienten Fahrt. Da er einen Termin am Zielort hat, sollte eine späteste Ankunftszeit berücksichtigt werden. Dazu gibt er das Ziel über eine Eingabeschnittstelle, beispielsweise ein Touchdisplay, ein Drehknopfbediensystem oder eine Computermaus bzw. -tastatur ein. Ist das Eingabegerät direkt im Fahrzeug angeordnet, kann die aktuelle Position über ein GNSS, wie GPS oder Galileo, ermittelt und als Startposition gesetzt werden. Alternativ wird die Startposition über das Eingabemittel eingegeben oder, falls die Navigationsanwendung über eine Datenschnittstelle zu einer Kalenderanwendung verfügt, automatisch anhand geplanter Termine oder historischer Daten ausgewählt werden. Dazu sind die geplante Start- oder Ankunftszeit sowie gegebenenfalls der Reisezeitraum anhand des Datums oder Uhrzeit einzugeben. Die Präferenzen können ebenfalls eingegeben werden oder in der Navigationsanwendung hinterlegt sein. Weitere Parameter, wie Zwischenziele, z.B. zum Auftanken oder Aufladen des Kraftfahrzeugs, können ebenfalls berücksichtigt werden.
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Die Navigationsanwendung, also das Navigationssystem des Kraftfahrzeugs oder die Anwendung auf dem Smartphone, berechnet nun mögliche Fahrtrouten durch ein Straßennetz, abgebildet durch eine digitale Karte. Diese kann direkt in der Anwendung hinterlegt sein oder im notwendigen Umfang von einem Kartenserver heruntergeladen werden. Für jede Fahrtroute werden unterschiedliche Kennzahlen hinsichtlich Länge, Dauer, Effizienz, Fahrerbelastung oder Interessantheit in Abhängigkeit der Kennziffern der Routenabschnitte bestimmt. Die Kennziffern der Routenabschnitte sind in der digitalen Karte hinterlegt oder werden von anderen Quellen bezogen, z.B. von einer Zulassungsbehörde oder von einem kommerziellen Verkehrsdatenanbieter. Die Effizienz kann als abschnittsspezifischer Kostenfaktor vorliegen oder anhand der Streckenlänge, der Streckenkrümmung und der Durchschnitts- oder zulässigen Höchstgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Fahrerbelastung kann als Kennziffer für erwartete und/oder auswählbare Stressfaktoren wie Verkehrsstau, zähfließender Verkehr, hohes Verkehrsaufkommen, Unfallwahrscheinlichkeit oder große Geschwindigkeitsschwankungen ausgedrückt werden. Die Fahrerbelastung kann mittels des erfindungsgemäßen Routenkriteriums, nämlich dem Automatisierungsgrad in Form einer weiteren Kennziffer der digitalen Karte korrigiert oder ersetzt werden. Ein hoher erwarteter Automatisierungsgrad kann dabei die Fahrerbelastung pauschal oder relativ verringern. Die Kennziffern werden für alle Routenabschnitte, also örtlich, und die geplante Reisezeit, also zeitlich, ausgewählt und akkumuliert oder gewichtet. In einer wohlhabenden Region oder in der Nähe von Automobil-Entwicklungszentren kann der Automatisierungsgrad höher sein. Auch kann der Automatisierungsgrad während des Berufsverkehrs höher sein als sonntags Nachmittag.
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Routenabschnitte können baulich unterscheidbare Streckenabschnitte sein, beispielsweise ein Autobahnabschnitt zwischen zwei Anschlussstellen, ein Abschnitt einer städtischen Straße zwischen zwei Abzweigungen oder auch besonders komplexe Streckenpunkte, wie Kreuzungen oder Kreisverkehre. Die aus den Kennziffern der Routenabschnitte gebildeten, also aufsummierten oder durchschnittlich gewichteten Kennzahlen werden geordnet. Je nach Fahrerpräferenz wird eine Kennzahl oder mehrere gewichtete Kennzahlen als Auswahlkriterium vorgegeben, wobei die Fahrtroute ausgewählt wird, deren Kennzahl entsprechend der Ordnung am höchsten oder am niedrigsten ist. Die erste Präferenz des Fahrzeugführers ist Stressfreiheit. Es wird also die Fahrtroute mit der geringsten in Abhängigkeit des Automatisierungsgrades korrigierten Fahrerbelastung gewählt. Dabei werden Rahmenvorgaben, wie die späteste Ankunftszeit, berücksichtigt. Es werden also alle Routen herausgefiltert, die die Ankunftszeit nicht einhalten. Weisen mehrere Routen den gleichen Kennzahlenwert auf, wird das nächst priorisierte Kriterium, hier die Routeneffizienz, herangezogen. Es können auch mehrere Kennzahlen nach Präferenzen gewichtet als Auswahlkriterium verwendet werden.
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Der Automatisierungsgrad kann auch als alleiniges Auswahlkriterium bzw. direkte Kennzahl genutzt werden, beispielsweise wenn der Fahrer technikbegeistert ist und den verbesserten Verkehrsfluss beobachten möchte.
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Der Automatisierungsgrad kann alternativ oder zusätzlich zur Fahrerbelastung auch mit der Fahrzeit oder der Routeneffizienz verrechnet werden. Die jeweilige Kennziffer kann dabei absolut oder relativ um den Automatisierungsgrad verringert bzw. erhöht werden.
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Die derart ausgewählte Fahrtroute wird vom Navigationssystem ausgegeben. Dies erfolgt auf einem Display in Form eines markierten Weges in einer ebenfalls dargestellten Straßenkarte. Die Ausgabe kann auch als Liste zu befahrender Straßen ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine Audioausgabe der Fahrtroute. Die Fahrtroute kann vom Fahrzeugführer bestätigt oder automatisch gestartet werden. Nach dem Start werden Navigationsanweisungen in üblicher Art und Weise, vorzugsweise audiovisuell ausgegeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019205942 [0003]
- DE 2019205942 A1 [0008]