DE19516964A1 - Automatic vehicle guidance system - Google Patents

Automatic vehicle guidance system

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DE19516964A1
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Heinz Dipl Ing Wiedmann
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    • G01C21/36Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3632Guidance using simplified or iconic instructions, e.g. using arrows

Abstract

The system uses vehicles, which carry respectively receivers of a satellite orientation system, which determine vehicle position and direction continuously, and an board computer on each vehicle, which is connected to a display arrangement, and on which a target position can be entered. The board computer determines the direction, in which the target position (Z) lies, and displays it in reference to last determined forward-drive direction of the vehicle, based on the vehicle position provided by the satellite system receiver. The direction of the target position is pref. indicated in form of a revolving arrow (PF2), pref. along with a fixed mark (PF1) o the armature board, which indicates the forward-drive direction of the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur individuellen, fahrzeugautonomen Zielführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a system for the individual vehicle-autonomous route guidance according to the preamble of claim 1.

Ein solches Zielführungssystem ist z. Such a route guidance system is for. B. aus einem Aufsatz von Th. A. Nobbe in "Machine Design", June 21, 1990, Seiten 56 bis 59 bekannt. For example, from an article by Th. A. Nobbe in "Machine Design", June 21, 1990, pages 56 to 59 known. Es ist dort ab Seite 57, unten, ein mit Satellitenortung (Navstar GPS) arbeitendes System erwähnt, bei dem ein Bord-Computer aus den Satellitendaten die Position (geographische Länge, Breite und Höhe) eines Fahrzeuges sowie dessen Geschwindigkeit und Fahrtrichtung in Echtzeit errechnet und anzeigt. It is there on page 57, bottom, above, a satellite positioning (Navstar GPS) working system in which an on-board computer of the satellite data to calculate the position (longitude, latitude and altitude) of a vehicle as well as its speed and direction in real time, and displays. Diese Daten werden dann mit einem einer elektronisch gespeicherten Straßenkarte entnehmbaren Straßenverlauf verglichen und auf diese Weise korrigiert. These data are then compared with a removable an electronically stored map road and corrected in this manner. Dem Fahrer werden dann Hinweise zum Auffinden und Einhalten einer vorprogrammierten optimierten Fahrtroute gegeben. The driver is then given instructions for finding and keeping a preprogrammed optimized route.

Ein derartes System erfordert neben einem GPS-Empfänger einen leistungsfähigen Bord-Computer und groß dimensionierte Speicher zur Aufnahme der notwendigen detaillierten, und immer wieder zu aktualisierenden Karte. A derartes system requires not only a GPS receiver a powerful on-board computer and large-size memory for storing the necessary detailed and updated constantly card. Sollen, etwa innerhalb von Städten, in denen oft schlechte Empfangsbedingungen für Satellitensignale bestehen, genaue und strikt einzuhaltende Fahranweisungen gegeben werden, so wird man auch nicht ohne ein zusätzliches sensorgestütztes, dem Satellitenortungssystem überlagertes, die Fahrzeugbewegung erfassendes Koppelsystem auskommen, das bei Ausfall des Satellitenortungssytems die Fortsetzung der Navigation ermöglicht. Shall, within about towns where many poor reception conditions for satellite signals consist, accurate and strictly complied driving instructions are given, one is not without an additional sensor-based, superimposed on the satellite positioning system, manage the vehicle movement detected is coupling system that a failure of the Satellitenortungssytems allows continuation of navigation.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber ein System der eingangs angegebenen Art, das die Zielführung von Straßenfahrzeugen mit einfacheren Mitteln ermöglicht. The object of the invention is in contrast to a system of the aforementioned kind, which allows the guidance of road vehicles with simpler means.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Das System nach der Erfindung gibt weder genaue Fahranweisungen noch eine optimierte Route vor. The system of the invention, it was not considered accurate driving directions even an optimized route. Es benötigt deshalb keine Speicher zur Speicherung von Kartendaten. therefore it does not require storage for storing map data. Mit Hilfe eines handelsüblichen GPS-Empfängers, wie er z. Using a standard GPS receiver as such. B. in der Seefahrt verwendet wird, und eines einfachen Bordrechners, in den Zielkoordinaten eingegeben werden, liefert es dem Fahrer ständig die Richtung, in der das gesuchte Ziel liegt. As is used in shipping, and a simple on-board computer, be entered in the target coordinates, it constantly gives the driver the direction in which the destination is searched. Es überläßt dem Fahrer, welchen Weg er dorthin einschlagen möchte. It leaves the driver which way it wants to take there. Die Richtungsanzeige erfolgt dabei auf die Geradeausfahrtrichtung, also auf die Fahrzeuglängsachse bezogen. The direction indicator takes place on the straight-ahead direction, that is related to the vehicle's longitudinal axis.

Ausgestaltungen des Zielführungssystems nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Embodiments of the route guidance system according to the invention are specified in the subclaims.

So ermöglicht die in Anspruch 2 wiedergegebene Ausgestaltung die Zielrichtungsanzeige mittels eines drehbaren Pfeils, der den Winkel wiedergibt, um den die Zielrichtung von der augenblicklich gefahrenen, mit der Fahrzeuglängsachse zusammenfallenden Richtung, die z. Thus reproduced in claim 2 embodiment enables the destination direction indicator by means of a rotatable arrow, which represents the angle at which the aiming direction of the currently driven, coinciding with the vehicle longitudinal axis direction z. B. als senkrechte feste Marke in der Ebene des Armaturenbretts mit angezeigt werden kann, abweicht. B. can be displayed as a vertical fixed mark in the plane of the dashboard with deviates. Eine solche Anzeige wird mit einem Blick erfaßt und lenkt den Fahrer nicht unnötig lang vom Verkehrsgeschehen ab. Such a display is detected at a glance and does not distract the driver from the traffic from unnecessarily long.

Anspruch 3 sieht die zusätzliche Anzeige der Zielentfernung vor. Claim 3 provides for the additional indication of the target range. Eine solche Information ist vor allem in Zielnähe von Nutzen, z. Such information is especially near miss useful for. B. für die Entscheidung, wann und wo das Fahrzeug geparkt werden soll. As for deciding when and where the vehicle is to be parked.

Anspruch 4 sieht die Verwendung von zusätzlichen, die Fahrzeugbewegung erfassenden Sensoren und Koppelmitteln auf den Fahrzeugen vor, so daß Position und Fahrtrichtung eines Fahrzeuges auch in Tunnelstrecken oder tiefen Straßenschluchten, in denen der Satellitenempfang nicht oder nur schlecht möglich ist, ermittelt werden können. Claim 4 provides the use of additional vehicle movement detecting sensors and coupling means on the vehicle, so that position and heading of a vehicle can also be determined in tunnels or deep urban canyons, where the satellite reception is not possible or possible only with difficulty.

Schließlich betrifft Anspruch 5 eine Service-Zentrale, die den Fahrern hilft, die im Fahrzeug einzugebenden Koordinaten ihrer Fahrziele zu erfahren. Finally, 5 relates claim a service center, which helps the drivers to learn be inputted in the vehicle coordinate their travel destinations. Die Fahrer können dann z. The driver can then z. B. vor Antritt der Fahrt über Telefon oder Mobiltelefon der Zentrale ihre Zieladresse oder einen markanten Zielpunkt mitteilen. B. before starting the journey by phone or mobile phone headquarters to share their destination address or a distinctive destination. Die Zentrale, die über einen leistungsfähigen Rechner und ausführliche Zuordnungslisten verfügt, sucht die dem Ziel zugeordneten Koordinaten auf und teilt sie dem jeweiligen Fahrer mit. The center, which has a powerful computer and detailed assignment lists, looking to the assigned to the target coordinates and communicates them to the respective drivers.

Anhand zweier Figuren soll das Zielführungssystem nach der Erfindung im folgenden ausführlich beschrieben werden. the route guidance system will be described in detail according to the invention in the following with reference to two figures.

Fig. 1 zeigt eine Anzeigeeinrichtung für Zielrichtung und Zielentfernung, Fig. 1 shows a display device for targeting and target distance,

Fig. 2 zeigt Anzeigezustände in Beziehung zu bestimmten Teilfahrstrecken. Fig. 2 shows display states in relation to certain part of routes.

In Fig. 1 ist eine Anzeigeeinrichtung dargestellt, wie sie z. In Fig. 1, a display device is shown as z. B. im Armaturenbrett eines Straßenfahrzeuges eingebaut sein kann. As may be incorporated in the dashboard of a road vehicle.

Ein vom Mittelpunkt der Anzeigeeinrichtung aus nach oben zeigender, feststehender Pfeil PF1 gibt die Geradeaus-Fahrtrichtung an, die bei einem Straßenfahrzeug bei normaler, kontrollierter Vorwärtsfahrt mit der Richtung der Fahrzeuglängsachse übereinstimmt. A pointing from the center of the display device upward, fixed PF1 arrow indicates the straight-ahead direction of travel which coincides with a road vehicle in a normal or controlled forward motion to the direction of the longitudinal vehicle axis. Ein zweiter, beweglicher Pfeil PF2 weist, ebenfalls vom Mittelpunkt der Anzeigeeinrichtung aus, in eine Richtung, die bei Projektion der Anzeige in die Straßenebene der direkten Zielrichtung (Luftlinie zum Ziel) entspricht. A second, movable arrow PF2 has, also from the center of the display device from, in a direction which corresponds to the projection display in the street level to the direct aiming direction (distance to the target). Ob in die Zielrichtung gefahren werden kann, oder ob Hindernisse den direkten Weg in Zielrichtung versperren, bleibt dabei unberücksichtigt. Whether it can be moved to the target direction, or whether obstacles blocking the direct route in the target direction, it is ignored. Der Winkel zwischen beiden Pfeilen zeigt dem Fahrer an, wie er sich bei der nächsten Abbiegemöglichkeit verhalten sollte, um sich dem gewünschten Ziel auf möglichst kurzem Weg zu nähern. The angle between two arrows shows the driver how to behave at the next possible turn to approach the desired destination by the shortest possible route.

Farbig hinterlegte Felder F auf der Anzeigeeinrichtung unterstützen den Fahrer mit einer Empfehlung bei seiner Entscheidung, abzubiegen oder weiterhin geradeauszufahren. Colored background fields F on the display device to assist the driver with a recommendation in making its decision, turn or continue straight down.

Wird, wie in Fig. 1, zusätzlich die Zielentfernung angezeigt, so weiß der Fahrer, wann er in Zielnähe angelagt ist und beispielsweise einen Parkplatz aufsuchen sollte. If, as the target distance is also indicated in Fig. 1, so the driver knows when he is angelagt near the finish and, for example, should see a parking lot. Ein Vorbeifahren am Ziel erkennt er sowohl daran, daß der in Zielrichtung weisende Pfeil nach rückwärts auswandert und mehr und mehr in Gegenfahrtrichtung zeigt, als auch daran, daß die Zielentfernung wieder zunimmt. A drive past the target he recognizes both because the faces in the direction of arrow target migrates rearwardly and shows more and more in the opposite direction, as well as the fact that the target distance increases again. Die Zu- und Abnahme der Zielentfernung kann hierzu auch noch zusätzlich, z. The increase and decrease of the target range can also be in addition to this, for. B. mittels farbiger Leuchtdioden L1 und L2 angezeigt werden. B. be displayed by means of colored light emitting diodes L1 and L2.

In Fig. 2 sind Anzeigebilder (Anzeige 1, . . ., 4) wiedergegeben, wie sie an vorgegebenen Punkten P1, . In FIG. 2 display images (display 1,..., 4) is reproduced as at predetermined points P1,. . , . , , P4 von vier geraden Teilstücken S1, . , P4 of four straight sections S1. . , . , , S4 einer Fahrstrecke von einem Startpunkt ST zu einem Ziel Z auf der Anzeigeeinrichtung erscheinen. Appear S4 a traveling distance from a start point ST to a goal Z on the display device. Wie aus der Figur ersichtlich, wird in den Anzeigebildern 1 und 3 dem Fahrer jeweils empfohlen, rechts abzubiegen. As can be seen from the figure, each is recommended in the display images 1 and 3 to the driver to turn right. Im Anzeigebild 2 - hier befindet sich das Fahrzeug auf dem Teilstück S2 wird die Empfehlung "links abbiegen" gegeben. The display Image 2 - the vehicle is on the section S2 is the recommendation "turn left" is given. Anzeigebild 4 zeigt an, daß das Ziel auf dem Teilstück S4 direkt angesteuert wird. that the object on the section S4 is directly driven image display 4 indicates. Punkte E1, . Points E1. . , ., E3 kennzeichnen Stellen, an denen der Fahrer aufgrund einer eigenen Abbiegeentscheidung im Rahmen der durch die Straßenführung vorgegebenen Möglichkeiten die Fahrtrichtung gewechselt hat. ., E3 identify sites where the driver has changed the direction of travel due to its own Abbiegeentscheidung within the confines of the road layout options.

Die in den Fahrzeugen neben der Anzeigeeinrichtung zur Zielführung erforderliche, in den Figuren nicht dargestellte Ausrüstung besteht aus einem GPS-Empfänger, wie er z. The vehicles in addition to the display device for guidance required, not shown in the Figures equipment consists of a GPS receiver as such. B. für die Seefahrt entwickelt wurde, und aus einem Bordrechner, der die Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung vornimmt und aus vom GPS-Empfänger gelieferten Ergebnissen für Fahrzeugstandort und augenblickliche Fahrtrichtung und den im Fahrzeug eingegebenen Zielkoordinaten die Lage des anzuzeigenden Pfeiles und die Luftlinienentfernung des Ziels berechnet. B. was developed for navigation and calculates the position of the to display the arrow and the straight-line distance of the target from an on-board computer, which carries out the control of the display device and from supplied by the GPS receiver results for vehicle location and current direction of travel and the target coordinates entered in the vehicle.

Werden zusätzlich Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugbewegung bei GPS-Empfangsausfall eingesetzt, so obliegt dem Bordrechner zusätzlich die Auswertung der Sensorsignale, die z. Additionally be used sensors for detecting the vehicle movement on GPS reception failure, the on-board computer is up to the additional evaluation of the sensor signals such. B. von einem Gyroskop, einem Odometer oder einem Lenkungseinschlagsmesser abgegeben werden, und die zur Bestimmung des Fahrzeugsortes und der Fahrtrichtung erforderliche Koppelrechnung. B. be issued by a gyroscope, an odometer or a steering impact knives, and the need to determine the vehicle location and the direction of travel dead reckoning.

Zur Fahrzeugausrüstung kann zusätzlich ein Mobiltelefon gehören, über das eine Verbindung zur Service-Zentrale hergestellt werden kann. The vehicle equipment, a mobile phone can also include about a connection to the service center can be established. Über diese Verbindung können der Zentrale der Zielwunsch mitgeteilt, und die von der Zentrale ermittelten Zielkoordinaten entgegengenommen werden. Using this connection, the headquarters of the desired destination may be notified, and the target coordinates determined by the control panel will be accepted. Letzteres kann über synthetische Sprachausgabe oder aber, bei weiterem Ausbau des Systems, durch direkte Datenübertragung an den Fahrzeugbordrechner geschehen. The latter can be done using synthetic speech output or, with further expansion of the system, by direct data transfer to the vehicle on-board computer.

Claims (5)

1. System zur individuellen, fahrzeugautonomen Zielführung für Straßenfahrzeuge, die jeweils Empfänger eines Satellitenortungssystems tragen, die die Position und die Fahrtrichtung des jeweiligen Fahrzeuges in bekannter Weise fortlaufend ermitteln und mit jeweils einem Bordrechner auf jedem Fahrzeug, der mit einer Anzeigeeinrichtung verbunden ist, und in den eine Zielposition eingegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Bordrechner ausgehend von der vom Satellitenortungsempfänger ermittelten Fahrzeugposition die Richtung, in der die Zielposition (Z) liegt, ermittelt und diese bezogen auf die zuletzt ermittelte Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges anzeigt. 1. System for the individual, vehicle-autonomous route guidance for road vehicles, each carrying receiver of a satellite positioning system, which continuously determine the position and the direction of travel of the respective vehicle in a known manner and each having an on-board computer in each vehicle, which is connected to a display device, and in to a target position can be entered, characterized in that the on-board computer, starting the direction of the determined by the satellite positioning receiver vehicle position where the target position (Z) is determined and displays it based on the last determined direction of forward travel of the vehicle.
2. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der die Zielposition liegt, in Form eines drehbaren Pfeils (PF2) angezeigt wird, vorzugsweise zusammen mit einer in der Ebene des Armaturenbrettes nach oben weisenden, die Geradeausfahrtrichtung anzeigenden, feststehenden Marke (PF1). 2. System according to claim 1, characterized in that the direction in which the target position is located, in the form of a rotatable arrow (PF2) is displayed, preferably together pointing with a in the plane of the dashboard upward, indicating the straight-ahead direction, fixed brand (PF1).
3. System nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bordrechner die Entfernung zwischen der Fahrzeugposition und der Zielposition ermittelt und zusätzlich anzeigt. 3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the on-board computer determines the distance between the vehicle position and the target position and in addition displays.
4. System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugbewegung auf den Fahrzeugen vorhanden sind, und daß der Bordrechner auf Fahrstrecken, auf denen eine Satellitenortung nicht oder nicht genau genug durchgeführt werden kann, die Fahrzeugposition und die Fahrtrichtung aus den Signalen der fahrzeugseitigen Sensoren bestimmt. 4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that sensors for detecting the vehicle movement are additionally present on the vehicles, and that the on-board computer on driving routes on which a satellite tracking can not or can not be performed precisely enough, the vehicle position and the traveling direction determined from the signals of the on-vehicle sensors.
5. System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentrale vorgesehen ist, die von den Fahrern der Fahrzeuge angerufen werden kann und Koordinaten jedes gewünschten Zielortes ermittelt und an den jeweiligen Anrufer ausgibt oder über eine geeignete Datenverbindung an den Bordrechner überträgt. 5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that a control center is provided which can be invoked by the drivers of the vehicles and coordinates determined any desired destination and outputs to the respective caller, or transmits via a suitable data connection to the onboard computer.
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