DE19516964A1

DE19516964A1 - Automatic vehicle guidance system

Info

Publication number: DE19516964A1
Application number: DE1995116964
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Wiedmann
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-14

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 individual, autonomous route guidance according to the generic term of Claim 1.

Ein solches Zielführungssystem ist z. B. aus einem Aufsatz von Th. A. Nobbe in "Machine Design", June 21, 1990, Seiten 56 bis 59 bekannt. 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. Diese Daten werden dann mit einem einer elektronisch gespeicherten Straßenkarte entnehmbaren Straßenverlauf verglichen und auf diese Weise korrigiert. Dem Fahrer werden dann Hinweise zum Auffinden und Einhalten einer vorprogrammierten optimierten Fahrtroute gegeben.Such a route guidance system is e.g. B. from an article by Th. A. Nobbe in "Machine Design", June 21, 1990, pages 56 to 59 known. It's there from page 57, below, one with satellite tracking (Navstar GPS) working system mentioned in which an on-board computer from the satellite data the position (longitude, latitude and height) of a vehicle and its speed and Direction of travel calculated and displayed in real time. This data will then with an electronically stored street map removable road course compared and this way corrected. The driver is then given instructions on how to find and Adherence to a pre-programmed 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. 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.In addition to a GPS receiver, such a system requires one powerful on-board computer and large memory Record the necessary detailed, and again and again updating map. Should, for example, within cities in which often have poor reception conditions for satellite signals exist, given precise and strictly to follow driving instructions will not become so without an additional one sensor-based, superimposed on the satellite positioning system, the Coupling system that registers vehicle movement, which at Failure of the satellite tracking system continued navigation enables.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber ein System der eingangs angegebenen Art, das die Zielführung von Straßenfahrzeugen mit einfacheren Mitteln ermöglicht.In contrast, the object of the invention is a system of the beginning specified type that the route guidance of road vehicles with enables simpler means.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the Features specified claim 1 solved.

Das System nach der Erfindung gibt weder genaue Fahranweisungen noch eine optimierte Route vor. Es benötigt deshalb keine Speicher zur Speicherung von Kartendaten. Mit Hilfe eines handelsüblichen GPS-Empfängers, wie er z. 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. Es überläßt dem Fahrer, welchen Weg er dorthin einschlagen möchte. Die Richtungsanzeige erfolgt dabei auf die Geradeausfahrtrichtung, also auf die Fahrzeuglängsachse bezogen.The system according to the invention does not give precise driving instructions an optimized route. It therefore does not require any memory for storing map data. With the help of a commercially available GPS receiver, such as. B. is used in shipping, and a simple on-board computer, entered in the target coordinates it always provides the driver with the direction in which that searched target lies. It leaves it up to the driver which way to get there want to hit. The direction is displayed on the Straight ahead direction, i.e. 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 in 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. B. als senkrechte feste Marke in der Ebene des Armaturenbretts mit angezeigt werden kann, abweicht. Eine solche Anzeige wird mit einem Blick erfaßt und lenkt den Fahrer nicht unnötig lang vom Verkehrsgeschehen ab.Thus, the embodiment shown in claim 2 enables Direction indication by means of a rotatable arrow that shows the angle reproduces the target direction from the instantaneous traveled direction coinciding with the longitudinal axis of the vehicle, the z. B. as a vertical fixed mark in the plane of Dashboards can be displayed with deviates. Such The display is grasped at a glance and does not direct the driver unnecessarily long depending on the traffic.

Anspruch 3 sieht die zusätzliche Anzeige der Zielentfernung vor. Eine solche Information ist vor allem in Zielnähe von Nutzen, z. B. für die Entscheidung, wann und wo das Fahrzeug geparkt werden soll.Claim 3 provides for the additional display of the target distance. Such information is particularly useful in the vicinity of the target, e.g. B. for deciding when and where to park the vehicle.

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 that Sensors and coupling means detecting vehicle movement on the Vehicles in front, so that the position and direction of travel of a vehicle also in tunnel sections or deep street canyons, in which the Satellite reception is not possible or is only possible with difficulty can be.

Schließlich betrifft Anspruch 5 eine Service-Zentrale, die den Fahrern hilft, die im Fahrzeug einzugebenden Koordinaten ihrer Fahrziele zu erfahren. Die Fahrer können dann z. B. vor Antritt der Fahrt über Telefon oder Mobiltelefon der Zentrale ihre Zieladresse oder einen markanten Zielpunkt mitteilen. 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.Finally, claim 5 relates to a service center that the Drivers help the coordinates of their to be entered in the vehicle To learn driving destinations. The drivers can then e.g. B. before the start of Travel via telephone or mobile phone to the head office or communicate a prominent destination. The headquarters, the over a powerful calculator and detailed assignment lists searches for and coordinates the coordinates assigned to the target with the respective driver.

Anhand zweier Figuren soll das Zielführungssystem nach der Erfindung im folgenden ausführlich beschrieben werden.Using two figures, the route guidance system according to the Invention will be described in detail below.

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 partial routes.

In Fig. 1 ist eine Anzeigeeinrichtung dargestellt, wie sie z. B. im Armaturenbrett eines Straßenfahrzeuges eingebaut sein kann.In Fig. 1, a display device is shown as z. B. can be installed 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. 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. Ob in die Zielrichtung gefahren werden kann, oder ob Hindernisse den direkten Weg in Zielrichtung versperren, bleibt dabei unberücksichtigt. 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.A pointing upwards from the center of the display device, Fixed arrow PF1 indicates the straight-ahead direction of travel with a road vehicle with normal, controlled Forward travel with the direction of the vehicle's longitudinal axis matches. A second, moving arrow PF2 also points from the center of the display device, in a direction that when the display is projected onto the street level of the direct one Direction (straight line to the target) corresponds. Whether in the Target direction can be driven, or whether obstacles the direct Blocking the path in the direction of destination is not taken into account. Of the The angle between the two arrows shows the driver how he is doing should behave at the next turning possibility to deal with the to approach the desired goal in the shortest possible way.

Farbig hinterlegte Felder F auf der Anzeigeeinrichtung unterstützen den Fahrer mit einer Empfehlung bei seiner Entscheidung, abzubiegen oder weiterhin geradeauszufahren.Support colored fields F on the display device the driver with a recommendation when deciding to turn or keep going straight.

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. 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. Die Zu- und Abnahme der Zielentfernung kann hierzu auch noch zusätzlich, z. B. mittels farbiger Leuchtdioden L1 und L2 angezeigt werden.If, as in FIG. 1, the target distance is also displayed, the driver knows when he is near the target and should, for example, seek a parking space. He recognizes that he is driving past the target by the fact that the arrow pointing in the direction of travel moves backwards and more and more in the opposite direction, and by the fact that the distance to the target is increasing again. The increase and decrease in the target distance can also additionally, for. B. 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, . . . , P4 von vier geraden Teilstücken S1, . . . , S4 einer Fahrstrecke von einem Startpunkt ST zu einem Ziel Z auf der Anzeigeeinrichtung erscheinen. Wie aus der Figur ersichtlich, wird in den Anzeigebildern 1 und 3 dem Fahrer jeweils empfohlen, rechts abzubiegen. Im Anzeigebild 2 - hier befindet sich das Fahrzeug auf dem Teilstück S2 wird die Empfehlung "links abbiegen" gegeben. Anzeigebild 4 zeigt an, daß das Ziel auf dem Teilstück S4 direkt angesteuert wird. Punkte E1, . . ., E3 kennzeichnen Stellen, an denen der Fahrer aufgrund einer eigenen Abbiegeentscheidung im Rahmen der durch die Straßenführung vorgegebenen Möglichkeiten die Fahrtrichtung gewechselt hat.In FIG. 2 display images (display 1,..., 4) is reproduced as at predetermined points P1,. . . , P4 of four straight sections S1,. . . , S4 of a route from a starting point ST to a destination Z appear on the display device. As can be seen from the figure, the display images 1 and 3 recommend the driver to turn right. In display image 2 - here the vehicle is on section S2, the recommendation "turn left" is given. Display picture 4 shows that the target on section S4 is directly controlled. Points E1,. . ., E3 indicate places at which the driver has changed direction due to his own turn decision within the scope of the options specified by the road layout.

Die in den Fahrzeugen neben der Anzeigeeinrichtung zur Zielführung erforderliche, in den Figuren nicht dargestellte Ausrüstung besteht aus einem GPS-Empfänger, wie er z. 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.The in the vehicles next to the display device for route guidance necessary equipment, not shown in the figures from a GPS receiver, such as B. developed for seafaring was, and from an on-board computer that controls the Display device makes and supplied by the GPS receiver Results for vehicle location and current direction of travel and the target coordinates entered in the vehicle the position of the arrow to be displayed and the air-line distance of the target calculated.

Werden zusätzlich Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugbewegung bei GPS-Empfangsausfall eingesetzt, so obliegt dem Bordrechner zusätzlich die Auswertung der Sensorsignale, die z. B. von einem Gyroskop, einem Odometer oder einem Lenkungseinschlagsmesser abgegeben werden, und die zur Bestimmung des Fahrzeugsortes und der Fahrtrichtung erforderliche Koppelrechnung.Additional sensors are used to record the movement of the vehicle GPS reception failure used, is the responsibility of the on-board computer in addition, the evaluation of the sensor signals, the z. B. from one Gyroscope, an odometer or a steering impact meter are submitted, and which to determine the vehicle location and the Coupling calculation required in the direction of travel.

Zur Fahrzeugausrüstung kann zusätzlich ein Mobiltelefon gehören, über das eine Verbindung zur Service-Zentrale hergestellt werden kann. Über diese Verbindung können der Zentrale der Zielwunsch mitgeteilt, und die von der Zentrale ermittelten Zielkoordinaten entgegengenommen werden. Letzteres kann über synthetische Sprachausgabe oder aber, bei weiterem Ausbau des Systems, durch direkte Datenübertragung an den Fahrzeugbordrechner geschehen.A mobile phone can also belong to the vehicle equipment, via which a connection to the service center can be established can. The head office can use this connection to send the desired destination communicated, and the target coordinates determined by the headquarters be accepted. The latter can be synthetic Voice output or, if the system is further expanded, by direct data transmission to the on-board computer.

Claims

1.System for individual, vehicle-autonomous route guidance for road vehicles, each of which carries a satellite location system receiver, which continuously determine the position and the direction of travel of the respective vehicle in a known manner and with an on-board computer on each vehicle, which is connected to a display device, and in a target position can be entered, characterized in that the on-board computer determines the direction in which the target position (Z) is based on the vehicle position determined by the satellite location receiver and displays this in relation to the last determined forward direction of travel of the vehicle.

2. System according to claim 1, characterized in that the Direction in which the target position lies, in the form of a rotatable Arrow (PF2) is displayed, preferably together with one in the The level of the dashboard is facing upwards Straight mark indicating straight ahead direction (PF1).

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the on-board computer the distance between the vehicle position and determines the target position and also displays it.

4. System according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that additional sensors for detecting the Vehicle movement on the vehicles are present, and that the On-board computers on routes on which satellite location is not or cannot be done sufficiently enough that Vehicle position and the direction of travel from the signals of the on-board sensors determined.

5. System according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a center is provided by the Drivers of vehicles can be called and coordinates each desired destination determined and to the respective caller outputs or via a suitable data connection to the on-board computer transmits.