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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. November 2011 eingereichten US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 13/301,038 und dem Titel „Method and System for Improved Vehicle Navigation”.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System und Verfahren zur Fahrzeugnavigation und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Fahrzeugnavigation unter Einsatz von Fahrzeugsondendaten.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Viele Verfahren umfassen Navigationssysteme, die einen Fahrer dabei unterstützen, zu einem bestimmten Zielort zu navigieren. Allgemein umfassen die Systeme eine Datenbank, die Informationen speichert, die mehrere Sonderziele und Straßen beschreiben. Nachdem der Fahrer ein bestimmtes anzufahrendes Sonderziel identifiziert hat, berechnet das Navigationssystem eine Strecke entlang verfügbarer Straßen, die es dem Fahrzeug ermöglichen, von dem aktuellen Standort zu dem ausgewählten Sonderziel zu fahren.
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Das Navigationssystem ist nur so genau wie seine Datenbank. Daher muss die Datenbank von Zeit zu Zeit aktualisiert werden, damit die Daten nicht an Gültigkeit verlieren. Alte Datenbanken umfassen möglicherweise Sonderziele, die nicht mehr existieren, oder Straßen, die gesperrt wurden, und umfassen möglicherweise auch keine neueren Sonderziele und neue Straßen. Da Sonderziele sich verändern, kann die Genauigkeit von Navigationssystemen schnell vermindert werden.
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Zusätzlich ist, da Navigationssysteme Adressen verwenden, um den Standort von Sonderzielen zu speichern, der Standort eines bestimmten Sonderziels nur so genau wie die Adresse des Sonderziels. Für Sonderziele, die sich bei kleinen Objekten befinden (z. B. Wohnhäusern, unabhängigen Restaurants oder Einzelgeschäften) kann eine Adresse das Sonderziel üblicherweise genau lokalisieren. Für andere Sonderziele, die Teil eines größeren Objektes sind, können Adressen jedoch sehr ungenau sein, insbesondere wenn das Sonderziel einen Teil eines größeren Objektes gemietet hat. Für Restaurants oder Tankstellen, die sich in einem Einkaufszentrum befinden, beispielsweise, ist die einzige verfügbare Adresse möglicherweise diejenige des Einkaufszentrums. In diesem Fall identifiziert die Adresse des Einkaufszentrums möglicherweise einen Punkt, der in einigem Abstand zu dem Sonderziel selber liegt.
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1 beispielsweise zeigt eine Draufsicht eines Einkaufszentrums. In 1 ist der durch die Adresse des gesamten Einkaufskomplexes identifizierte Standort als Element 2 gezeigt. Die Adresse des Einkaufszentrums ist allgemein in einer Ecke des Grundstücks nahe der Kreuzung von zwei Querstraßen positioniert. Wie ebenfalls in 1 gezeigt, ist der Standort des Sonderziels auf dem Grundstück des Einkaufszentrums durch eine Zielscheibe gezeigt. Wenn ein Anwender versuchen sollte, unter Verwendung der Adresse des Einkaufszentrums zu dem Sonderziel zu navigieren (z. B. einem bestimmten Geschäft, einer Tankstelle oder einer anderen Einrichtung auf dem Grundstück des Einkaufszentrums), wie durch 1 beispielhaft veranschaulicht, wird das Navigationssystem den Anwender zu einem Standort navigieren, der in einigem Abstand zu dem Sonderziel liegt.
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Eine bestimmte Sonderziel-Art, die besonders schwierig genau zu lokalisieren sein kann, sind Ladestationen für Elektrofahrzeuge (electric vehicles; EV). Da EV-Ladestationen immer beliebter werden, werden neue oder modernisierte Ladestationen schnell eingerichtet werden und alte Stationen entfernt oder außer Betrieb gesetzt werden. Oftmals befinden sich Ladestationen auf größeren Grundstücken wie großen Parkflächen von Einkaufszentren, Flughäfen oder Veranstaltungszentren, wodurch ein genaues Lokalisieren der Ladestationen erschwert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System und ein Verfahren zur Fahrzeugnavigation und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Fahrzeugnavigation unter Einsatz von Fahrzeugsondendaten.
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Bei einer Ausführungsvariante ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überarbeiten von Daten in einem Fahrzeugnavigationssystem, das dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeug zu einem anzufahrenden Sonderziel zu navigieren. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Datenbank mit geographischen Informationen, die Standortinformationen für eine Vielzahl von Sonderzielen und eine Vielzahl von Straßen speichert, und das Ermitteln eines Ladezustands eines Fahrzeugs. Wenn der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird, umfasst das Verfahren das Aufzeichnen eines Standortes des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Verwenden des Standortes des Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird, um einen Standort einer Ladestation in der Datenbank mit geographischen Informationen zu aktualisieren.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante ist die vorliegende Erfindung ein Navigationssystem. Das Navigationssystem umfasst eine Datenbank mit geographischen Informationen, die dazu konfiguriert ist, Standortinformationen für eine Vielzahl von Sonderzielen und eine Vielzahl von Straßen zu speichern, und einen Fahrzeugsensor, der dazu konfiguriert ist, einen Ladezustand eines Fahrzeugs zu ermitteln. Das Navigationssystem umfasst einen mit der Datenbank mit geographischen Informationen und dem Fahrzeugsensor in Verbindung stehenden Prozessor. Der Prozessor ist dazu konfiguriert, einen Standort des Fahrzeugs aufzuzeichnen, wenn der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird, und den Standort des Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird, zu verwenden, um einen Standort einer Ladestation in der Datenbank mit geographischen Informationen zu aktualisieren.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante ist die vorliegende Erfindung ein nichtflüchtiges Computerprogrammprodukt, das mit einem Prozessor verwendet werden kann, der einen darin ausgebildeten computerlesbaren Programmcode aufweist. Das Produkt umfasst einen computerlesbaren Programmcode, der eine Datenbank mit geographischen Informationen, die Standortinformationen für eine Vielzahl von Sonderzielen und eine Vielzahl von Straßen speichert, bereitstellt, einen computerlesbaren Programmcode, der einen Ladezustand eines Fahrzeugs ermittelt, und einen computerlesbaren Programmcode, der einen Standort des Fahrzeugs aufzeichnet, wenn der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird. Das Produkt umfasst einen computerlesbaren Programmcode, der den Standort des Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt, zu dem der Ladezustand des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird, verwendet, um einen Standort einer Ladestation in der Datenbank mit geographischen Informationen zu aktualisieren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht eines Einkaufszentrums, die Straßen darstellt, die durch das dem Einkaufszentrum zugeordnete Grundstück führen;
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2 ist ein Blockdiagramm, das Funktionsbauteile eines beispielhaften Navigationssystems darstellt, das mit zumindest einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung übereinstimmt;
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für das Navigationssystem nach 2 darstellt, um eine Strecke zu einem ausgewählten Sonderziel zu berechnen, wobei das Navigationssystem ermittelte Fahrzeugsondendaten verwenden kann, um die Streckenberechnung durch sie zu ergänzen;
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4A und 4B sind Draufsichten eines Einkaufszentrums, die mögliche Strecken durch ein dem Einkaufszentrum zugeordnetes Grundstück darstellen; und
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für das Navigationssystem darstellt, um einen Standort einer Ladestation für ein EV unter Verwendung von Fahrzeugsondendaten zu identifizieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System und ein Verfahren zur Fahrzeugnavigation und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Fahrzeugnavigation unter Einsatz von Fahrzeugsondendaten.
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Das vorliegende System überwacht die Bewegungen eines Fahrzeugs, während es zu einem bestimmten Sonderziel navigiert. Durch Analysieren der Standortsondendaten des Fahrzeugs sowie mehrere eingebaute Sensoren kann das System dem Sonderziel zugeordnete Standort- und Streckenführungsinformationen verfeinern. Beispielsweise kann das System, wenn das Sonderziel anfangs einem ersten Standort zugeordnet ist, das Fahrzeug jedoch tatsächlich zu einem zweiten Standort navigiert (was darauf hindeutet, dass der erste Standort ungenau ist), die dem Sonderziel zugeordneten gespeicherten Standortinformationen verfeinern. Bei einer spezifischen Ausführungsvariante wird das vorliegende System verwendet, um Elektrofahrzeuge (EVs) dabei zu unterstützen, zu EV-Ladestationen zu navigieren. In diesem Fall verwendet das vorliegende System nicht nur Fahrzeugdaten, um den einer bestimmten EV-Ladestation zugeordneten Standort zu verfeinern, sondern zusätzlich können Sensoren verwendet werden, um spezifische, die EV-Ladestation beschreibende Informationen zu gewinnen. Diese zusätzlichen Informationen können in eine Datenbank des vorliegenden Navigationssystems eingegliedert werden, um verbesserte Navigierfähigkeiten bereitzustellen.
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Bei einer Ausführungsvariante verwendet das Navigationssystem beispielsweise Fahrzeugstandortsondendaten, um die genaueste Strecke zu und den Standort von bestimmten Sonderzielen, wie etwa EV-Ladestationen, zu identifizieren. Für Sonderziele, die sich unterhalb von Bauwerken befinden (z. B. im untersten Stockwerk eines mehrstöckigen Parkbauwerks) oder in Bereichen mit schlechtem GPS-Empfang befinden, werden zusätzliche Fahrzeugsensoren wie etwa Gyroskope oder Beschleunigungsmesser verwendet, um die Fahrzeug-GPS-Daten zu ergänzen.
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Wenn das Navigationssystem einen Anwender dabei unterstützt, ein Elektrofahrzeug zu einer EV-Ladestation zu navigieren, werden Sensoren in dem EV verwendet, um zu identifizieren, wann das EV aufgeladen wird, und ob folglich das bestimmte EV sich bei einer betriebsfähigen und verfügbaren Ladestation befindet. Von dem Fahrzeug aus erfasste Sondendaten können dann verwendet werden, um zu verifizieren, dass das Navigationssystem korrekte Standortdaten für die Ladestation gespeichert hat. Wenn die Sondendaten angeben, dass das Fahrzeug in einigem Abstand zu dem in dem Navigationssystem gespeicherten Ladestationsstandort positioniert ist, können die Sondendaten verwendet werden, um die Standortdaten für diese Ladestation zu korrigieren. In einigen Fällen verbindet sich das Navigationssystem des Fahrzeugs mit einem zentralen Computersystem, das von mehreren Fahrzeugen empfangene Positionsdaten zusammenfasst. Auf der Grundlage dieser zusammengefassten Informationen können Standortinformationen, die bestimmten Sonderzielen zugeordnet sind, unter Verwendung von zuverlässigen Positionsdaten, die an mehreren Quellen gesammelt wurden, verfeinert werden.
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Bei einigen Ausführungsvarianten wird eine manuelle Sichtung von Satellitenbildern oder Vogelperspektivbildern verwendet, um den Standort von bestimmten, in dem vorliegenden System gespeicherten Sonderzielen weiter zu verfeinern. Satelliten- oder Vogelperspektivbilder können ebenfalls verwendet werden, um die von dem Navigationssystem verwendeten Karten zu erstellen. Wenn Satelliten- oder Vogelperspektivbilder verwendet werden, um bestimmte Sonderziele oder geographische Merkmale zu identifizieren oder um Karten zu erstellen, können die Satelliten- oder Vogelperspektivbilder jedoch nicht allgemein zum Positionieren oder Lokalisieren von Bauwerken verwendet werden, die sich unter dem Erdboden befinden oder auf die die Sicht verdeckt ist, wie etwa Tunnel, Untergeschosse in Parkflächen oder Gebäuden, oder von Merkmalen, die sich auf andere Art und Weise nicht im Blickfeld des Satelliten oder der Vogelperspektivkamera befinden. Darüber hinaus kann das vorliegende System, wenn nichtöffentliche Straßen verwendet werden, um zu einer bestimmten Ladestation zu navigieren, Daten erfassen, die diese nichtöffentlichen Straßen beschreiben. Diese Straßen können dann vom Navigationssystem beim Berechnen von neuen Strecken verwendet werden.
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2 ist ein Blockdiagramm, das Funktionsbauteile eines beispielhaften Navigationssystems 100 darstellt. Das System 100 umfasst einen Navigationsprozessor 104, der mit einer Datenbank 102 und einem Kommunikationssystem 108 verbunden ist. Der Navigationsprozessor 104 ist ebenfalls mit einem GPS-Sensor 110, einem Positionssensor 112, einem EV-Sensor 114 und einer Anwenderschnittstelle 106 verbunden.
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Das System 100 ermöglicht es einem Anwender, bestimmte anzufahrende Sonderziele durch Suchen in einer Liste von Sonderzielen, die in einer zugänglichen Datenbank gespeichert ist, zu identifizieren. Nachdem der Anwender ein bestimmtes anzufahrendes Sonderziel ausgewählt hat, berechnet das System 100 eine Strecke zu dem anzufahrenden Sonderziel und zeigt die Strecke unter Verwendung einer geeigneten Anwenderschnittstelle an. Bei Ausführungsvarianten, bei denen das System 100 in dem Fahrzeug des Anwenders installiert ist, überwacht das System 100 aktuelle Standortsondendaten des Fahrzeugs, während der Anwender das Fahrzeug zu dem anzufahrenden Sonderziel navigiert. Sollte der Anwender von der von dem System 100 berechneten Strecke abweichen, kann das System 100 die Strecke entsprechend aktualisieren. Die Anwenderschnittstelle ermöglicht es einem Anwender ebenfalls, Sonderziele zu identifizieren, sodass sie für eine zukünftige Verwendung leicht wieder abgerufen werden können.
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Das System 100 kann ebenfalls die Fahrzeugstandortsondierung, die erfasst wurde, während ein Fahrzeug zu einem bestimmten anzufahrenden Sonderziel navigiert wurde, verwenden, um die Datenbank mit geographischen Informationen des Systems zu aktualisieren. Wenn beispielsweise die tatsächliche Route des Fahrzeugs zu einem bestimmten anzufahrenden Sonderziel eine schnellere Route als die ursprünglich von dem System 100 berechnete Route darstellt, kann das System 100 die Datenbank aktualisieren, um die die schnellere Strecke beschreibenden Daten zu speichern. Die neuen Daten können das Vorhandensein von neuen Straßen (z. B. privaten oder neu gebauten Straßen) angeben, die von dem System 100 verwendet werden können, um in Zukunft Strecken zu berechnen.
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In einigen Fällen überwacht das System 100 einen oder mehrere Sensoren, die sich in dem Fahrzeug des Anwenders befinden, um verschiedene Eigenschaften eines bestimmten anzufahrenden Sonderziels zu identifizieren, um die Datenbank mit geographischen Informationen, die zu dem Navigationssystem gehört, durch zusätzliche Daten zu ergänzen. Beispielsweise kann das System 100, wenn das Fahrzeug des Anwenders einen Betankungsvorgang oder im Fall eines Elektrofahrzeugs einen Aufladevorgang durchläuft, den Standort des Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt einer verfügbaren Tankstelle oder Ladestation zuordnen. Daher kann das Navigationssystem Fahrzeugstandortsondendaten verwenden, um die von dem Navigationssystem gespeicherten Informationen sowohl zu korrigieren als auch zu weiterzuentwickeln.
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Der Navigationsprozessor 104 ist dazu konfiguriert, die Funktionsfähigkeit des Navigationssystems 100 umzusetzen. Der Prozessor 104 ist dazu konfiguriert, zum Abrufen von geographischen Informationen, Empfangen von Anwendereingaben und Erzeugen einer geeigneten Ausgabe mit verschiedenen Bauteilen des Systems 100 in Verbindung zu stehen. Der Prozessor 104 kann beispielsweise zum Berechnen von Strecken zu ausgewählten Sonderzielen auf der Grundlage von einer Anwendereingabe geographische Informationen von der Datenbank 102 abrufen. Sobald sie berechnet ist, kann die Strecke über die Anwenderschnittstelle 106 zur Überarbeitung durch den Anwender angezeigt werden. Der Anwender kann dann die Anwenderschnittstelle 106 überwachen, um zu dem ausgewählten Sonderziel zu navigieren.
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Die Datenbank 102 speichert mehrere Sonderziele, Straßen und geographische Gebiete oder Bereiche beschreibende Informationen. Für jede Straße speichert die Datenbank 102 Daten, die den Standort oder die Strecke jeder Straße durch das abgedeckte geographische Gebiet aufführen. Zusätzlich kann die Datenbank 102 Informationen speichern, die Eigenschaften der Straßen beschreiben, wie etwa zugehörige Geschwindigkeitsbegrenzungen, Einschränkungen in der Fahrtrichtung, Verkehrsaufkommen (entweder prognostiziert oder tatsächlich), Namen oder dergleichen.
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Die Datenbank 102 ist ebenfalls dazu konfiguriert, Informationen, die die Sonderziele beschreiben, zu speichern, wie etwa ihren Standort und die Adresse. Für nichtprivate Sonderziele, wie etwa Hotels, Restaurants, Museen und Stadien, kann die Datenbank 102 zusätzliche Informationen speichern, die bei den Sonderzielen verfügbare Dienstleistungen oder Produkte beschreiben, bevorzugte Parkstandorte für das Sonderziel, Öffnungszeiten oder dergleichen.
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Die Datenbank 102 kann ebenfalls Behördeninformationen, wie etwa die Standorte von Städten oder Gemeinden und ihre jeweiligen Grenzen, speichern. Die Datenbank 102 kann ebenfalls Informationen speichern, die das Gelände in dem abgedeckten geographischen Gebiet beschreiben. Die Geländedaten können Topographiedaten, Fluss- oder Bachläufe durch das Gebiet und den Standort von Wäldern oder Seen umfassen.
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Die Datenbank 102 kann geographische Informationen, die an mehreren Quellen gesammelt wurden, speichern. Beispielsweise können geographische Informationen vorab zum Zeitpunkt der Produktion des Systems 100 in die Datenbank 102 importiert werden. Die Informationen können dann durch eine Reihe von Upgrades oder Aktualisierungen aktualisiert werden, die an die Anwender über Medien wie CDs (compact dics) oder DVDs (digital versatile discs) übermittelt werden. Alternativ können die geographischen Informationen über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk an das System 100 übermittelt werden, wie etwa durch Handynetzwerke oder über Funkübermittlung.
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Zusätzlich können die Inhalte der Datenbank 102 durch das System 100 auf der Grundlage von Fahrzeugsondendaten, einschließlich beobachteter Bewegungen oder der Navigation des Fahrzeugs, ergänzt, verändert oder aktualisiert werden. Die Fahrzeugsondendaten können über den GPS-Sensor 110 und den Positionssensor 112 gesammelt werden, wie nachstehend beschrieben. Wenn beispielsweise die Fahrzeugsondendaten angeben, dass das Fahrzeug beim Navigieren zu einem Sonderziel von einer berechneten Route abgewichen ist, kann die Abweichung verwendet werden, um die Datenbank 102 zu aktualisieren. Die Abweichung kann das Vorhandensein einer neuen Straße, die vorher nicht in der Datenbank 102 eingetragen war, angeben. Alternativ kann die Abweichung das Vorhandensein von Privatstraßen (beispielsweise durch einen Einkaufskomplex oder ein Einkaufszentrum), die verwendet werden können, um zu einem bestimmten Zielort zu navigieren, angeben. In diesem Fall kann die Datenbank 102 durch die neuen Straßeninformationen ergänzt werden, die bei zukünftigen Streckenberechnungen verwendet werden können.
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Zusätzlich kann das System 100 die Fahrzeugsondendaten verwenden, um die Position von existierenden Sonderzielen zu verändern, neue Sonderziele in der Datenbank 102 zu erstellen oder neue Informationen zu erstellen, die Sonderziele in der Datenbank 102 beschreiben. Beispielsweise kann die Datenbank 102 ein einer bestimmten gewerblich genutzten Einrichtung zugeordnetes Sonderziel umfassen. Nachdem der Anwender diese Einrichtung ausgewählt hat und zu der Einrichtung navigiert hat, stoppt das Fahrzeug seine Bewegung (d. h. es ist geparkt) in einigem Abstand von dem Standort der Einrichtung in der Datenbank 102. In diesem Fall kann dies, da das Fahrzeug in einigem Abstand zu der Einrichtung gestoppt hat, angeben, dass der Standort der Einrichtung in der Datenbank 102 falsch ist. Daher kann das System 100 die Position des geparkten Fahrzeugs verwenden, um den tatsächlichen Standort der Einrichtung in der Datenbank 102 zu aktualisieren. Diese Funktion kann beispielsweise dann nützlich sein, wenn die Einrichtung sich auf einem großen Privatgrundstück befindet, und wenn die Adresse dieses Grundstücks einen Standort in einigem Abstand von dem tatsächlichen Standort der Einrichtung identifiziert. In diesem Fall können genauere Standorte für Sonderziele durch Aktualisieren der Datenbank 102 in der Datenbank 102 definiert werden.
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Abhängig von der Umsetzung des Systems 100 können Fahrzeugsondendaten jederzeit gesammelt werden, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, sodass es dem System 100 ermöglich wird, Informationen, die zahlreiche Straßen und Sonderziele beschreiben, die vorher nicht in die Datenbank 102 eingetragen waren, zu erfassen. Zusätzlich können die Sondendaten, wie nachstehend beschrieben, verwendet werden, um die in der Datenbank 102 gespeicherten geographischen Informationen zu ergänzen oder auf andere Art und Weise weiterzuentwickeln.
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Bei einer Ausführungsvariante ist die Datenbank 102 lokal auf dem System 100 gespeichert und der Prozessor 104 wird direkt in Verbindung mit der Datenbank 102 gesetzt. Bei anderen Ausführungsvarianten kann die Datenbank 102 jedoch an einem externen Standort in Bezug auf den Prozessor 104 liegen. Beispielsweise kann die Datenbank 102 an einem zentralen Computersystem bereitgestellt sein, das dazu konfiguriert ist, mit mehreren Systemen 100 in Verbindung zu stehen. Wenn die Datenbank 102 einen zentralen Standort hat, steht der Prozessor 104 mit der Datenbank 102 unter Verwendung eines Kommunikationssystems 108 in Verbindung. Das Kommunikationssystem 108 kann ein drahtloses Kommunikationssystem wie etwa ein Handynetzwerk, ein 802.11-Netzwerk oder eine andere drahtlose Kommunikationsausstattung umfassen.
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Der GPS-Sensor 110 stellt dem Prozessor 104 Standortinformationen für das Fahrzeug des Anwenders bereit. Der Prozessor 104 kann den GPS-Sensor 110 verwenden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Fahrtrichtung, die Beschleunigung, die Höhenlage und andere Positionsdaten zu bestimmen. In einigen Fällen steht der Prozessor 104 ebenfalls mit einem oder mehreren Positionssensoren 112 in Verbindung, die ebenfalls dazu konfiguriert sind, Daten bereitzustellen, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Fahrtrichtung, die Beschleunigung, die Höhenlage und andere Positionsdaten beschreiben. Die Positionssensoren 112 können Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Radimpulssensoren, Lenkwinkelsensoren oder dergleichen zum Bereitstellen von Daten umfassen, um bei dem Bestimmen der aktuellen Positionsdaten für das Fahrzeug zu unterstützen. Der Prozessor 104 ist dazu konfiguriert, Daten, die sowohl vom GPS-Sensor 110 als auch von den Positionssensoren 112 empfangen wurden, zu analysieren, um die aktuellen Positionsdaten für das Fahrzeug zu bestimmen. Die Kombination sowohl aus Daten von dem GPS-Sensor 110 als auch von dem Positionssensor 112 kann nützlich sein, um Probleme zu entschärfen, die damit zusammenhängen, dass entweder der GPS-Sensor 110 oder die Positionssensoren 112 nicht verfügbar sind oder Fehlfunktionen aufweisen. Beispielsweise könnte der GPS-Satellit nicht verfügbar werden, sollte das GPS-Signal durch hohe Gebäude blockiert sein oder wenn das Fahrzeug sich unter dem Erdboden befindet. In diesem Fall kann der Prozessor 104 auf einen oder mehreren der Positionssensoren 112 zurückgreifen, um die aktuellen Positionsdaten des Fahrzeugs zu bestimmen, ohne auf den GPS-Sensor 110 zurückzugreifen.
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Um eine Anwenderbedienung zu ermöglichen, steht der Prozessor 104 mit der Anwenderschnittstelle 106 in Verbindung. Die Anwenderschnittstelle 106 umfasst eine Anzeige, die es dem Prozessor 104 ermöglicht, Informationen anzuzeigen, wie etwa Strecken, Sonderziel-Daten oder andere Informationen für den Anwender. Die Anwenderschnittstelle 106 ermöglicht es dem Anwender ebenfalls, Daten in das System 100 einzugeben. Beispielsweise kann die Anwenderschnittstelle 106 einen Touchscreen, eine Tastatur, ein Sprachbedienungssystem oder andere Steuerungsschnittstellen umfassen, die es dem Anwender ermöglichen, das System 100 zu bedienen. Der Anwender kann ein anzufahrendes Sonderziel auswählen, zusätzliche Informationen zu einem bestimmten Sonderziel anfordern, eine Kartenansicht verändern, die möglicherweise eine bestimmte Strecke anzeigt, die das Fahrzeug fahren kann, Favoriten-Sonderziele oder -strecken speichern und die persönlichen Einstellungen des Anwenders verändern. Bei einer Ausführungsvariante ist die Anwenderschnittstelle über ein externes Gerät bereitgestellt, wie etwa ein Handy, einen Tablet-PC, einen Arbeitsplatzrechner, einen Laptop oder ein anderes Rechengerät, das in Verbindung mit dem Prozessor 104 steht, beispielsweise über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk.
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Weiterhin unter Bezugnahme auf 2 ist der Fahrzeugsensor 114 dazu konfiguriert, einen Betriebszustand des Fahrzeugs zu ermitteln. Auf der Grundlage dieses Zustands kann der Prozessor 104 dann ein oder mehrere Eigenschaften des aktuellen Standortes des Fahrzeugs kennzeichnen. Beispielsweise umfasst der Fahrzeugsensor 114 möglicherweise einen Betankungssensor, der dazu konfiguriert ist, zu ermitteln, wann das Fahrzeug Treibstoff tankt. Für Elektrofahrzeuge ist der Fahrzeugsensor 114 möglicherweise dazu konfiguriert, zu ermitteln, wann das Fahrzeug aufgeladen wird. In diesem Fall kann der Prozessor 104, wenn der Fahrzeugsensor 114 angibt, dass das Fahrzeug Treibstoff tankt oder aufgeladen wird, den aktuellen Standort des Fahrzeugs einem Sonderziel wie etwa einer Tankstelle oder einer EV-Ladestation zuordnen. Diese Standortdaten können dann verwendet werden, um einen exakten Standort einer Tankstelle oder Ladestation zu bestimmen oder um ungenaue Standortinformationen einer Ladestation oder Tankstelle zu korrigieren.
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3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 200 für das System 100 darstellt, um eine Strecke zu einem ausgewählten Sonderziel zu berechnen, wobei das System 100 erfasste Fahrzeugsondendaten verwenden kann, um die Streckenberechnung durch sie zu ergänzen.
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In Schritt 202 empfängt das System 100 eine Streckenführungsanfrage für einen bestimmten Zielort über die Anwenderschnittstelle 106. Die Anfrage kann ein bestimmtes Sonderziel in der Datenbank 102 identifizieren oder eine Adresse in dem von der Datenbank 102 abgedeckten geographischen Gebiet. Unter Verwendung des anzufahrenden Sonderziels oder der Adresse identifiziert das System 100 einen Standort des Zielortes.
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In Schritt 204 identifiziert das System 100 einen aktuellen Standort des Fahrzeugs unter Verwendung von aktuellen Sondendaten, die beispielsweise über den GPS-Sensor 110 und/oder den Positionssensor 112 erfasst wurden. Die Standortdaten können einen aktuellen Breiten- und Längengrad des Fahrzeugs sowie eine aktuelle Höhenlage umfassen.
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Nach dem Identifizieren des Standortes des Zielortes und des Fahrzeugs ruft das System 100 in Schritt 206 Informationen ab, die den geographischen Bereich zwischen dem Fahrzeug und dem anzufahrenden Sonderziel beschreiben. Die Informationen können Daten umfassen, die zugängliche Straßen zwischen dem Fahrzeug und dem anzufahrenden Sonderziel beschreiben, sowie Informationen, die die Straßen beschreiben, wie etwa Art (z. B. Autobahn, Landstraße oder Nebenstraße), Geschwindigkeitsbegrenzungen, die jeder Straße zugeordnet sind, Echtzeitinformationen, die einen Zustand der Straßen beschreiben (z. B. Verkehrsbedingungen, Wetterbedingungen etc.), Informationen, die zum Berechnen einer ökoeffizienten Strecke (z. B. Steigung) nützlich sind, oder die Nähe zu Tankstellen oder Ladestationen. Bei einer Ausführungsvariante des Systems 100 sind die in Schritt 204 abgerufenen Informationen auf Nichtsondendaten beschränkt, die in der Datenbank 102 enthalten sind. Daher umfassen die Informationen möglicherweise Daten, die vorab durch einen Hersteller in das System 100 importiert wurden, oder Informationen, die über ein Speichermedium oder ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk an das System 100 übermittelt wurden.
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In Schritt 208 verwendet das System 100 die in Schritt 206 abgerufenen Informationen, um eine Auswahlstrecke zu dem in Schritt 202 identifizierten Zielort zu berechnen. Nach dem Berechnen der Auswahlstrecke in Schritt 208 bestimmt das System 100 in Schritt 210, ob Archiv-Fahrzeugsondendaten in der Datenbank 102 verfügbar sind, die verwendet werden könnten, um die in Schritt 206 berechnete Strecke zu ergänzen. Wie vorstehend beschrieben, können die Fahrzeugsondendaten verwendet werden, um private oder versteckte Straßen zu identifizieren, die verwendet werden können, um eine schnellere Strecke zum Zielort zu bestimmen. Wenn keine solchen Daten zur Verfügung stehen, zeigt das System 100 in Schritt 212 die Auswahlstrecke unter Verwendung der Anwenderschnittstelle 106 an.
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Wenn jedoch Archiv-Sondendaten zur Verfügung stehen, die mögliche Straßen zwischen dem Fahrzeug und dem Zielort beschreiben, werden die Sondendaten in Schritt 214 verwendet, um die Strecke, die zuvor in Schritt 208 berechnet wurde, zu aktualisieren. Beispielsweise kann, wenn die Archiv-Sondendaten angeben, dass Straßen zwischen dem Fahrzeug und dem Zielort existieren, die eine schnellere Strecke zu dem Zielort bereitstellen würden, die Strecke verändert werden, um diese Straßen zu nutzen. In vielen Fällen können diese Straßen Privatstraßen durch gewerblich genutzte Grundstücke oder neue Straßen, die in den Nichtsondendaten nicht identifiziert sind, umfassen. Nach dem Überarbeiten der Strecke unter Verwendung der Archiv-Sondendaten wird die überarbeitete Strecke in Schritt 212 auf der Anwenderschnittstelle 106 angezeigt.
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Daher kann das Navigationssystem 100 erfasste Sondendaten verwenden, um existierende, in der Datenbank 102 gespeicherte geographische Standortdaten zu ergänzen. Beispielsweise zeigt die 4A eine Draufsicht eines Einkaufszentrums. In 4A befindet sich ein anzufahrendes Sonderziel bei der Zielscheibe, die durch Element 250 angegeben ist. Zusätzlich hat das Navigationssystem 100 mehrere Archiv-Fahrzeugstandortsondendaten-Punkte 252 gespeichert, die auf den Parkplätzen des Einkaufszentrums verteilt positioniert sind. Die Sondendatenpunkte 252 können jederzeit erfasst worden sein und stellen, wie in 4A gezeigt, die Position des Fahrzeugs auf dem Grundstück des Einkaufszentrums dar. Daher stellen die Sondendatenpunkte 252 allgemein den Standort verschiedener Straßen durch das Einkaufszentrum dar. In einigen Fällen können mehrere Datenpunkte, die an mehreren verschiedenen Fahrzeugen gesammelt wurden, von dem Navigationssystem 100 miteinander kombiniert werden, um sicherzustellen, dass die maximale Anzahl von Datenpunkten gesammelt wurde, die so viele Information über das geographische Sonderzielgebiet wie möglich bereitstellen. Unter Bezugnahme auf 4A wünscht ein Anwender, von Punkt 254 zum anzufahrenden Sonderziel 250 zu navigieren. Ein herkömmliches Navigationssystem wäre nicht in der Lage, diese Route auszuarbeiten, da das System keinen Zugang zu Informationen, die verfügbare Straßen oder Routen durch das Grundstück des Einkaufszentrums beschreiben, hätte. Daher müsste ein Anwender in Bezug auf die beste Strecke für das Navigieren zu dem anzufahrenden Sonderziel 250 raten (wobei der Anwender den Standort des anzufahrenden Sonderziels sogar kennen müsste). In Anbetracht des Mangels an Informationen ist es wahrscheinlich, dass der Anwender eine kompliziertere Strecke zu dem anzufahrenden Sonderziel fahren würde, wie etwa Strecke 256.
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Dagegen kann das vorliegende Navigationssystem, durch Umsetzen eines Verfahrens wie das in 3 gezeigte, die verfügbaren Fahrzeugstandortsondendaten-Punkte 252 verwenden, um Auswahlstrecken durch das Grundstück des Einkaufszentrums zu identifizieren. Daher kann das Navigationssystem 100 eine Strecke berechnen, die Sondendatenpunkte 252 nutzt, um es dem Anwender zu ermöglichen, eine optimale Strecke (beispielsweise Strecke 258) zu dem anzufahrenden Sonderziel 250 zu fahren. Folglich ermöglich das vorliegende Navigationssystem 100 die Berechnung von schnellen Strecken unter Verwendung von erfassten Fahrzeugsondendaten, die verfügbare Straßen beschreiben. Zusätzlich können, da die Sondendaten mittel eines oder mehrerer GPS-Sensoren 110 und Positionssensoren 112 erfasst werden können, die Sondendaten auch dann erfasst werden, wenn GPS-Signale nicht verfügbar sind. Daher können Strecken über unterirdische Straßen oder mehrgeschossige Parkbauwerke für eine spätere Verwendung bei der Navigation erfasst werden.
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Zusätzlich zu dem Berechnen von Navigationsstrecken unter Verwendung der Fahrzeugstandortsondendaten, wie vorstehend beschrieben, kann das System 100 die Fahrzeugsondendaten verwenden, um Standortdaten für Sonderziele in der Datenbank 102 zu aktualisieren. Beispielsweise kann das System 100 die Fahrzeugsondendaten verwenden, um den Standort von verfügbaren Ladestationen für EVs zu identifizieren oder die tatsächliche Position von bereits in der Datenbank 102 identifizierten Ladestationen zu aktualisieren und/oder zu verfeinern. Beispielsweise ist 5 ein Flussdiagramm, das das Verfahren 300 für das System 100 darstellt, um einen Standort einer Ladestation für ein EV unter Verwendung von Fahrzeugsondendaten zu identifizieren. Das Verfahren 300 kann dadurch initialisiert werden, dass ein Anwender unter Verwendung der Anwenderschnittstelle 106 eine bestimmte Ziel-Ladestation im System 100 identifiziert hat. Nachdem der Anwender zu der Ziel-Ladestation navigiert hat, kann das Verfahren 300 genutzt werden, um einen tatsächlichen Standort der Ziel-Ladestation in der Datenbank 102 zu verfeinern, wenn beispielsweise die in der Datenbank 102 der Ziel-Ladestation zugeordneten Daten ungenau sind.
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In Schritt 302 ermittelt das System 100, nachdem der Anwender zu einer bestimmten Ziel-Ladestation navigiert hat, dass die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Zusätzlich bestimmt das System 100 unter Verwendung des Fahrzeugsensors 114, dass das Fahrzeug momentan aufgeladen wird (wodurch angegeben wird, dass das Fahrzeug in großer Nähe zu der Ziel-Ladestation positioniert ist). Zu diesem Zeitpunkt kann das System 100 ebenfalls verfügbare Fahrzeugsondendaten verwenden, um zu verifizieren, dass das Fahrzeug sich momentan nicht bewegt. Wenn beispielsweise die Sondendaten angeben, dass das Fahrzeug sich bewegt, während es aufgeladen wird, liegt möglicherweise eine Fehlerzustand vor und der Anwender kann unter Verwendung der Anwenderschnittstelle 106 über den Fehlerzustand informiert werden.
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Nach Bestimmen, dass das Fahrzeug geladen wird, erfasst das System 100 unter Verwendung von verfügbaren Sondendaten, die an dem GPS-Sensor 110 und/oder dem Positionssensor 112 gesammelt wurden, einen aktuellen Standort des Fahrzeugs. Diese Standortinformationen können dann der Ziel-Ladestation zugeordnet werden, die das Fahrzeug momentan auflädt.
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In Schritt 304 bestimmt das System 100, nachdem die Standortinformationen für das Fahrzeug (und dadurch für die Ladestation) ermittelt wurden, ob die Ladestation eine öffentliche oder eine private Ladestation ist. Private Ladestationen können solche umfassen, die sich bei Privathäusern befinden oder die Privatunternehmen zugeordnet sind und nur von Personen verwendet werden können, die eine entsprechende Erlaubnis erhalten haben. Im Gegensatz dazu sind öffentliche Ladestationen solche, die der Öffentlichkeit zugänglich sind und von allen verwendet werden können, um ihr Fahrzeug gegen eine Gebühr aufzuladen. In Fällen, in denen der Anwender zu einer aus der Datenbank 102 ausgewählten Ziel-Ladestation navigiert hat, kann das System 100 in der Datenbank 102 gespeicherte Daten verwenden, um zu bestimmen, ob die Ladestation öffentlich oder privat ist.
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In anderen Fällen kann das System 100 mehrere Tests ausführen, um zu identifizieren, ob die Ziel-Ladestation öffentlich oder privat ist. Zuerst können Sonderziele in der Nachbarschaft des Standortes der Ziel-Ladestation analysiert werden. Wenn beispielsweise die identifizierte Ladestation sich in der Mitte eines Wohngebietes befindet, findet das Aufladen wahrscheinlich bei einem Wohnhaus statt und ist der Öffentlichkeit nicht zugänglich. Gleichermaßen ist die Ladestation wahrscheinlich privat, wenn die identifizierte Ladestation sich auf einem Privatgrundstück befindet (z. B. an einem Standort im Umkreis eines Privatgeländes). Im Gegensatz dazu ist die identifizierte Ladestation wahrscheinlich für die Öffentlichkeit verfügbar, wenn die identifizierte Ladestation sich in einem öffentlich zugänglichen Bereich befindet, wie etwa in der Mitte eines großen Einkaufskomplexes oder Einkaufszentrums, an einem Flughafen oder auf einem öffentlichen Parkplatz.
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Bei einigen Ausführungsvarianten kann der Fahrzeugsensor 114 dazu konfiguriert sein, Daten zu erfassen, die angeben, ob die Ladestation öffentlich zugänglich ist. Private Ladestationen beispielsweise können ein bestimmtes Signal an den Fahrzeugsensor 114 übermitteln, das verwendet werden kann, um zwischen öffentlichen und privaten Ladestationen zu unterscheiden.
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Wenn bestimmt wird, dass die Ladestation privat ist, werden keine Daten erfasst, die diese Ladestation beschreiben, und das Verfahren 300 beginnt wieder.
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Wenn die Ladestation jedoch privat ist, bestimmt das System in Schritt 306, ob die in Schritt 302 erfassten Fahrzeugsondendaten sich von den Daten für die Ladestation unterscheiden, die zuvor in der Datenbank 102 gespeichert waren. Wenn die in Schritt 302 erfassten Sondendaten einen Standort identifizieren, der innerhalb eines Schwellwertabstands (z. B. 10 Meter) von dem Standort in der Datenbank 102 liegt, werden die bereits in der Datenbank 102 enthaltenen Standortinformationen in Schritt 308 als verifiziert betrachtet und das Verfahren 300 setzt sich zurück.
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Wenn die in Schritt 302 erfassten Sondendaten jedoch einen Standort identifizieren, der in mehr als einem Schwellwertabstand von dem in der Datenbank 102 identifizierten Standort liegt, werden die erfassten Standortinformationen in Schritt 310 beispielsweise unter Verwendung des Kommunikationssystems 108 an ein zentrales Computersystem übertragen.
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Nach dem Empfangen der neuen Standortinformationen bestimmt das zentrale Computersystem, ob Sondenstandortinformationen, die den Standort der Ladestation identifizieren, an mehreren Fahrzeugen erfasst wurden. Wenn beispielsweise drei Fahrzeuge jeweils Sondenstandortdaten geliefert haben, die einen Standort der Ladestation in einem gewissen Abstand voneinander (z. B. innerhalb von jeweils 1 Meter) identifizieren, und dieser Standort weiter von dem in der Datenbank 102 identifizierten Standort entfernt liegt als der Schwellwertabstand, kann das zentrale Computersystem bestimmen, dass der in der Datenbank 102 identifizierte Standort falsch ist. Falls er falsch ist (und eine ausreichende Anzahl von Fahrzeugen den korrekten Standort gemeldet hat), kann das zentrale Computersystem das Fahrzeug anweisen, seine Karteninformationen entsprechend zu aktualisieren. Daher empfängt das System 100 in Schritt 312, wenn eine ausreichende Anzahl an Fahrzeugen die korrekten Standortinformationen gemeldet hat, eine Anweisung, den Standort der Ladestation in der Datenbank 102 durch einen neuen, korrigierten Standort zu aktualisieren. Bei einer Ausführungsvariante ist der korrigierte Standort ein Mittelpunkt zwischen allen zuvor gemeldeten Standorten, die von anderen Fahrzeugen empfangen wurden. Bei einer anderen Ausführungsvariante aktualisiert das System 100 die Standortinformationen lediglich durch die in Schritt 302 erfassten Sondenstandortdaten.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante des Systems 100 können die Standortinformationen für Sonderziele und insbesondere Ladestationen sowie Auswahlstraßen direkt durch eine Person unter Verwendung einer Kombination aus Vogelperspektivbildern und Softwaretools aktualisiert werden, um die Datenbank 102 direkt zu verändern. Beispielsweise können Satelliten- oder Vogelperspektivbilder genutzt werden, wenn eine bestimmte Ladestation sich außerhalb von Gebäuden befindet, um einen genauen Standort für diese Ladestation zu bestimmen. Dieser Standort kann dann in die Datenbank 102 eingetragen werden, wodurch es dem System 100 ermöglicht wird, Navigationsstrecken zu der Ladestation bereitzustellen. Gleichermaßen können die Satelliten- oder Vogelperspektivbilder für neue oder private Straßen verwendet werden, um den Standort und die Route dieser Straßen zur Aufnahme in die Datenbank 102 zu identifizieren. Wiederum können diese neuen Straßen, nachdem sie in die Datenbank 102 aufgenommen wurden, von dem System 100 bei berechneten Strecken zu bestimmten Zielorten genutzt werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen (eine bevorzugte Ausführungsform) beschrieben wurde, wird jeder Fachmann erkennen, dass Veränderungen bezüglich Form und Detail vorgenommen werden können und Gleichwertiges Elemente der Erfindung ersetzen kann, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Folglich ist es vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist, die zur Ausführung dieser Erfindung offenbart sind, sondern alle Ausführungsformen umfasst, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
