DE19539641A1 - Verfahren und Einrichtung zur verkehrssituationsabhängigen Fahrzeugzielführung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur verkehrssitua­ tionsabhängigen, rechnergestützten Fahrzeugzielführung, bei dem die zur Fahrzeugzielführung verwendeten Verkehrssituationsdaten in einer Leitzentrale bereitgestellt und zur Ermittlung optima­ ler Fahrtrouten verwendet werden, sowie auf eine zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 4.

Zur rechnergestützen Fahrzeugzielführung sind bereits verschie­ dene Systeme bekannt. Zum einen gibt es vollkommen fahrzeugauto­ nom arbeitende Navigationssysteme, bei denen fahrzeugseitig eine Navigationseinrichtung mit einem Navigationsrechner, einem von diesem auslesbaren Wegenetzspeicher und einer an den Navigati­ onsrechner angeschlossenen Navigationssensorik vorgesehen ist. Über die Navigationssensorik bestimmt der Navigationsrechner den momentanen Fahrzeugort. Nach Eingabe eines Zielortes ermittelt er anhand des im Wegenetzspeicher abgelegten Wegenetzes die op­ timale Fahrtroute zwischen dem momentanen Fahrzeugort oder einem eingegebenen Startort und einem eingegebenen Zielort. Anhand der ermittelten optimalen Fahrtroute gibt die Navigationseinrichtung entsprechende optische und/oder akustische Zielführungsinforma­ tionen für den Fahrzeugführer ab.

Ein solches System ist bei­ spielsweise in der Patentschrift DE 36 09 288 C2 beschrieben. Ein ähnliches System, bei dem in den abgespeicherten Wegenetzda­ ten neben Einbahnstraßen und langjährigen Baustellen auch Tempo­ limits, Stoppschilder oder regelmäßige Sperrungen berücksichtigt sind, ist in dem Zeitschriftenbeitrag "IAA ′93: Elektronik für den Verkehr", Funkschau 24/1993, Seite 60 beschrieben.

Diese Art der Ermittlung der Fahrtroute allein anhand der quasi­ statischen Wegenetzdaten und der Erzeugung entsprechender Ziel­ führungsinformationen in Form von optisch und/oder akustisch ab­ gegebenen Hinweisen zum Abbiegen etc. kann sich unter Berück­ sichtigung der jeweils aktuellen Verkehrssituation, z. B. wegen temporärem Auftreten von Unfällen, Baustellen oder Staus, als nicht optimal erweisen. Neuere Bestrebungen zielen deshalb auf die Realisierung dynamischer Zielführungssysteme ab, d. h. auf solche, die auch die jeweils aktuelle Verkehrssituation in die Fahrtroutenbestimmung einbeziehen.

Ein Zielführungssystem, bei welchem die Bestimmung optimaler Fahrtrouten in einer Leitzentrale erfolgt, wurde beispielsweise von der Firma Siemens unter der Bezeichnung "Euroscout" entwic­ kelt, siehe den Zeitschriftenbeitrag "Verkehrs-Management: Ein neuer Schlüsselmarkt", Funkschau 23/1993, Seiten 46 bis 50. Bei diesem System ist ein Datenaustausch zwischen einem jeweiligen Fahrzeugendgerät und Sende- und Empfangseinrichtungen vorgese­ hen, die entlang des vom Fahrzeug nutzbaren Wegenetzes angeord­ net sind und ihrerseits mit der Verkehrsleitzentrale in Daten­ austauschverbindung stehen. Ein Rechner in der Leitzentrale er­ hält über diese Datenübertragungsstrecke vom jeweiligen Fahrzeug anonym Daten über den Verkehrsfluß und berechnet und sendet ständig verkehrssituationsabhängig optimierte Fahrtrichtungsin­ formationen, die sich fahrzeug- und fahrzielunspezifisch jeweils auf eine Wegenetzumgebung einer jeden der wegenetzseitigen Sen­ de- und Empfangseinrichtungen beziehen, an alle am System teil­ nehmenden Fahrzeuge. Das jeweilige fahrzeugseitige Endgerät ver­ fügt über keinen Wegenetzspeicher und keine Navigationssensorik, sondern über eine Verarbeitungseinheit, welche aus den empfange­ nen Fahrtrichtungsdaten die zum Erreichen des ihr bekannten Fahrziels relevanten Daten auswählt und optische und akustische Richtungshinweise an den Fahrzeugführer gibt, die ihn zum Ziel­ ort führen.

Eine alternative Möglichkeit bei einem solchen System besteht darin, die bei der Zentrale gesammelt vorliegenden Verkehrs­ situationsinformationen auch über das sogenannte GSM-Mobil­ funknetz oder über den sogenannten RDS-TMC-Verkehrsfunkkanal an eine jeweilige fahrzeugseitige Navigationseinrichtung zu über­ tragen, die daraus die verkehrssituationsabhängig optimale Fahrtroute ermittelt.

Die zusätzliche Berücksichtigung der momentanen Verkehrssitua­ tion stellt höhere Anforderungen an die an der Fahrtroutenbe­ stimmung beteiligten fahrzeugseitigen Komponenten. Zum einen wird für das abgespeicherte Wegenetz eine standardisierte Form der Geometrie-Kodierung benötigt, um alle erhaltenen Verkehrssi­ tuationsinformationen geographisch eindeutig einer jeweiligen Position im abgespeicherten Wegenetz zuordnen zu können. Zum an­ deren sind die jeweils eintreffenden Verkehrssituationsinforma­ tionen kontinuierlich im Hinblick auf Konsequenzen für die aktu­ ell optimale Fahrtroute zu bewerten und komplexe Routenoptimie­ rungsaufgaben in Echtzeit zu lösen, was schnelle Datenspeicher und leistungsfähige Rechner erfordert. Bei dem oben erwähnten, bekannten System mit dynamischer Fahrzeugzielführung müssen die­ se Anforderungen gänzlich von der fahrzeugseitigen Navigations­ einrichtung erfüllt werden, was einen relativ hohen Aufwand für die Navigationseinrichtung jedes Fahrzeugs erfordert.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die mit vergleichsweise geringem Aufwand eine zu­ verlässige, die jeweilige aktuelle Verkehrssituation berücksich­ tigende Fahrzeugzielführung ermöglichen.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst. Bei diesem Verfahren und dieser Einrichtung wird die Ermittlung der jeweiligen optimalen Fahrtroute für alle systembeteiligten Fahrzeuge fahrzeug- und fahrtzielspezifisch in der Verkehrsleitzentrale durchgeführt, die zu diesem Zweck mit einem geeigneten Rechner ausgestattet ist. Da sich dieser fahr­ troutenbestimmende Rechner in der Leitzentrale und nicht in ei­ nem jeweiligen Fahrzeug befindet, kann er problemlos so ausrei­ chend dimensioniert werden, beispielsweise als Großrechenanlage, daß er die erforderlichen Fahrtroutenbestimmungsaufgaben für al­ le beteiligten Fahrzeuge in Echtzeit zu lösen vermag. Nach der Bestimmung einer optimalen Fahrtroute kommt zwar als eine Mög­ lichkeit in Betracht, vom Leitzentralenrechner auch die zugehö­ rigen Zielführungshinweise erzeugen und zum Fahrzeug per Daten­ kommunikation übertragen zu lassen, jedoch erfordert dies eine aufwendige Kommunikationsinfrastruktur, z. B. in Form straßensei­ tiger Baken, und zahlreiche Kommunikationsvorgänge zwischen der Leitzentrale und dem jeweiligen Fahrzeug. Deshalb ist erfin­ dungsgemäß die Beibehaltung einer fahrzeugseitigen Navigations­ einrichtung und die Ermittlung von Zwischenzielorten durch den Leitzentralenrechner und Übertragung der entsprechenden Zwi­ schenzielorte zur fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung derart vorgesehen, daß letztere anhand der Zwischenzielorte und des bei ihr abgespeicherten Wegenetzes die optimale Fahrtroute eindeutig zu reproduzieren vermag, ohne daß der fahrzeugseitige Navigati­ onsrechner Daten über die aktuelle Verkehrssituation zu berück­ sichtigen braucht. Er kann daher in seiner Leistungsfähigkeit auf die herkömmliche, rein wegenetzbasierende Fahrtroutenbestim­ mung beschränkt bleiben und folglich problemlos auf seine fahr­ zeugseitige Unterbringung hin dimensioniert werden. Außerdem ist zur Zielführung keine Übertragung von Verkehrssituationsinforma­ tionen zu den Fahrzeugen erforderlich, diese sind vielmehr im­ plizit in der vom Leitzentralenrechner vorgenommenen Auswahl der Zwischenzielorte enthalten. Anhand der übermittelten Zwischen­ zielorte vermag der fahrzeugseitige Navigationsrechner sukzessi­ ve die einzelnen Abschnitte der verkehrssituationsabhängig opti­ malen Fahrtroute zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Zwischen­ zielorten und damit schließlich den gesamten Verlauf dieser op­ timalen, vom Leitzentralenrechner im voraus bestimmten Fahrtrou­ te zu reproduzieren, wobei er jeweils die zugehörigen Zielfüh­ rungshinweise generiert. Damit wird erreicht, daß anstelle aller die optimale Fahrtroute festlegender Daten lediglich die Zwi­ schenzielortdaten und zudem keine Zielführungshinweisdaten von der Leitzentrale zu den Fahrzeugen übertragen werden müssen.

Bei dem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren ist die von der Leitzentrale zum jeweiligen Fahrzeug zu übermittelnde Daten­ menge dadurch minimiert, daß nur die Mindestmenge an Zwischen­ zielorten ermittelt und übertragen wird, die zur eindeutigen Re­ produktion der optimalen Fahrtroute durch den fahrzeugseitigen Navigationsrechner erforderlich ist.

In Anspruch 3 sind vorteilhafte Varianten zur Aktivierung eines jeweiligen Fahrzeugzielführungsvorgangs nach dem erfindungsgemä­ ßen Zielführungsverfahren angegeben.

Bei einer nach Anspruch 5 weitergebildeten Fahrzeugzielführungs­ einrichtung dient eine Mobilfunkstrecke zur Datenkommunikation zwischen der Leitzentrale und den beteiligten Fahrzeugen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Fahrtroutenplan zur Veranschaulichung eines verkehrssituationsabhängigen Fahrzeugzielführungs­ vorgangs,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Einrichtung zur verkehrssituationsabhängigen Fahrzeugzielführung und

Fig. 3 einen Programmablaufplan des von der Einrichtung von Fig. 2 durchführbaren Fahrzeugzielführungsverfahrens.

In Fig. 1 ist anhand eines Routenplans die Wirkungsweise der nach dem Verfahrensablauf gemäß Fig. 3 arbeitenden Einrichtung von Fig. 2 veranschaulicht. Der Zielführung liegt ein anhand ei­ nes zweidimensionalen Koordinatensystems, in Fig. 1 durch fünf x-Koordinatenlinien (x₁ bis x₅) und fünf y-Koordinatenlinien (y₁ bis y₅) angedeutet, abgespeichertes Wegenetz zugrunde. Im Bei­ spiel von Fig. 1 befindet sich ein Fahrzeug an einem Startort (S) mit den Koordinaten (x₅, y₁). Der Fahrzeugführer gibt als Zielort (Z) den Ort mit den Koordinaten (x₁, y₅) an. Es sei ange­ nommen, daß sich ohne Berücksichtigung der aktuellen Verkehrssi­ tuation als optimale Fahrtroute, welche aus einem entsprechenden Standard-Routensuchverfahren als die geometrisch kürzeste und/oder schnellste Route zwischen dem Startort (S) und dem Zielort (Z) entlang des abgespeicherten Wegenetzes resultiert, die in Fig. 1 punktiert gezeichnete Fahrtroute (R₁) ergeben wür­ de. Weiter sei angenommen, daß entlang dieser verkehrssituati­ onsunabhängig optimalen Fahrtroute (R₁) an zwei durch Doppel­ strich markierten Routenabschnitten (A₁, A₂) jeweils eine Ver­ kehrsstörung vorliegt. Damit ist die geometrisch kürzeste und/oder schnellste Fahrtroute (R₁) nicht mehr die günstigste Fahrtroute, vielmehr ergibt sich als verkehrssituationsabhängig optimale Fahrtroute eine geänderte Route (R₂), deren Verlauf wie in Fig. 1 als durchgezogene Linie dargestellt angenommen ist. Entlang dieser verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) werden neben dem Startort (S) und dem Zielort (Z), die zwei uneigentliche Zwischenzielorte darstellen, genau so viele zwi­ schen Startort (S) und Zielort (Z) liegende, eigentliche Zwi­ schenzielorte, im Beispiel von Fig. 1 sind dies zwei Zwischen­ zielorte (Zz₁, Zz₂), ermittelt, wie zur eindeutigen Reproduktion der verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) mittels sukzessiver, verkehrssituationsunabhängiger Standard-Routensuch­ vorgänge nach dem Prinzip der geometrisch kürzesten und/oder schnellsten Verbindung zwischen jeweils einem Zwischenzielort als Ausgangspunkt und einem nachfolgenden Zwischenzielort als Endpunkt erforderlich sind. Auf diese Weise können die einzel­ nen, zwischen je zwei Zwischenzielorten (S, Zz₁, Zz₂, Z) liegen­ den Abschnitte (W₁, W₂, W₃) der verkehrssituationsabhängig opti­ malen Fahrtroute anhand des abgelegten Wegenetzes und der Daten über die Zwischenzielorte (S, Zz₁, Zz₂, Z) durch ein vergleichs­ weise einfaches, weil verkehrssituationsunabhängig arbeitendes Fahrzeugnaviationssystem mit einem Standard-Routensuchverfahren nacheinander ermittelt werden, womit das Fahrzeug entlang der unter Beachtung der momentanen Verkehrssituation optimalen Fahr­ troute unterstützt durch entsprechende Zielführungshinweise des fahrzeugseitigen Navigationssystems zum gewünschten Zielort (Z) geführt werden kann.

Fig. 2 zeigt eine für eine derartige Zielführung geeignete Ein­ richtung. Sie beinhaltet eine Verkehrsleitzentrale (1) mit einem Leitzentralenrechner (1a), der insbesondere Zugriff auf einen elektronischen Speicher (1b) hat, in welchem Daten eines zugrun­ degelegten Wegenetzes, Daten über eingehende Verkehrsstörungs­ meldungen sowie je nach Anwendungsfall weitere Daten abgespei­ chert sind. Weitere herkömmliche, in der Leitzentrale vorgesehe­ ne Komponenten sind der Einfachkeit halber nicht im einzelnen dargestellt. Der Leitzentralenrechner (1a) ist so ausgelegt, daß er für alle beteiligten Fahrzeuge dynamische, d. h. verkehrssi­ tuationsabhängige Fahrtroutenbestimmungen in Echtzeit unter Be­ rücksichtigung der aktuellen Verkehrssituation durchzuführen vermag.

Jedes beteiligte, in Fig. 2 als gestrichelter Block symbolisier­ te Fahrzeug (2) beinhaltet eine Navigationseinrichtung, die sich aus einem Navigator (3), einer Navigatorsteuereinheit (4) und einer Mobil-Kommunikationseinheit (5) zusammensetzt. Die Naviga­ torsteuereinheit (4) steuert den Funktionsablauf im Navigator (3) und kann wahlweise als separate oder als mit dem Navigator (3) integrierte Systemeinheit ausgelegt sein. Über seine Mobil-Kommunikationseinheit (5) und eine Mobilfunkstrecke (6) steht jede fahrzeugseitige Navigationseinrichtung mit der Leitzentrale (1) in bidirektionaler Datenaustauschverbindung. Die Navigator­ steuereinheit (4) beinhaltet eine steuernde Prozessoreinheit (7), die über einen Kommunikationsprozessor (8), der die fahr­ zeugseitige Einheit zur Abwicklung der Datenkommunikationsvor­ gänge bildet, sowie über ein Modem (9) zur A/D-bzw. D/A-Wandlung der Daten und eine Schnittstelle (10) mit der Mobil-Kommuni­ kationseinheit in Verbindung steht. Außerdem verfügt die Naviga­ torsteuereinheit (4) über einen an die Prozessoreinheit (7) an­ geschlossenen Datenspeicher (11) zur Speicherung von Daten über den vom Fahrer eingegebenen Zielort (Z), von Daten über die ei­ gentlichen Zwischenzielorte (Zz₁, Zz₂), die jeweils von der Leit­ zentrale (1) übermittelt werden, von Daten über die Verfügbar­ keit der Leitzentrale (1) sowie von Daten für den Verbindungs­ aufbau zur Leitzentrale (1).

Der Navigator (3) beinhaltet einen Navigationsrechner (12), der über eine Schnittstelle (13) mit der Prozessoreinheit (7) der Navigatorsteuereinheit (4) in Verbindung steht, sowie einen We­ genetzspeicher (14), auf den der Navigationsrechner (12) Zugriff hat und in welchem das vom Fahrzeug befahrbare Wegenetz in Koor­ dinatenform abgelegt ist. Außerdem verfügt der Navigator (3) über eine Navigationssensorik (15), über die er die momentane Fahrzeugposition ermittelt, sowie über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit (16) zur optischen und/oder akustischen Abgabe von Ziel­ führungshinweisen, wie Abbiegehinweisen etc., sowie zur Daten­ eingabe, z. B. der Zielortdaten, durch den Benutzer. Über die Verbindung des Navigationsrechners (12) mit der steuernden Pro­ zessoreinheit (7) gibt der Navigationsrechner (12) Daten über die Typidentität des Navigators (3) und des im Wegenetzspeicher (14) abgespeicherten Wegenetzes, Daten über den eingegebenen Zielort (Z), die momentane Fahrzeugposition als Startort (S) und über gegebenenfalls vom Navigator (3) selbst erzeugte oder vom Fahrer über die Eingabe/Ausgabe-Einheit (16) eingegebene Anfor­ derungen zur Aktivierung eines Zielführungsvorganges sowie über eine Information, daß der Zielort (Z) erreicht wurde, an die Na­ vigatonsteuereinheit (4) weiter. Deren Prozessoreinheit (7) steuert anhand dieser Daten den Zielführungsvorgang, was insbe­ sondere die sukzessive Zuführung der Daten über die einzelnen Zwischenzielorte (Zz₁, Zz₂) zum Navigationsrechner (12) und das Aktivieren der einzelnen Standard-Routensuchvorgänge durch den Navigationsrechner (12) abschnittweise zwischen je zwei Zwi­ schenzielorten (S, Zz₁, Zz₂, Z) umfaßt.

Das von der Einrichtung gemäß Fig. 2 durchführbare Fahrzeugziel­ führungsverfahren ist in seinem Ablauf in Fig. 3 dargestellt, wobei der Verfahrensablauf hauptsächlich durch die in Fig. 3 ge­ strichelt angedeutete Navigatorsteuereinheit (4) gesteuert wird. An entsprechenden Stellen des Verfahrensablaufs finden Datenkom­ munikationsvorgänge der Navigatorsteuereinheit (4) zum einen mit dem punktiert symbolisierten Navigator (3) und zum anderen über die ebenfalls punktiert symbolisierte Mobil-Kommunikations­ einheit (5) mit der Leitzentrale (1) statt, die jeweils durch entsprechende Richtungspfeile wiedergegeben sind.

In einem einleitenden Schritt (20) empfängt die Navigatorsteuer­ einheit (4) gegebenenfalls eine Anforderung zur Durchführung ei­ nes Zielführungsvorgangs vom Navigator (3) oder von der Leitzen­ trale (1). Eine solche Zielführungsaktivierung kann, wenn sich das Fahrzeug in einem Gebiet bzw. auf einem Wegenetz bewegt, für welches eine Zielführung über die Leitzentrale (1) verfügbar ist, auf unterschiedliche Weisen angefordert werden, wobei gege­ benenfalls mehrere Leitzentralen großflächig über das Gebiet des vom Fahrzeug benutzbaren Wegenetzes verteilt vorgesehen sein können. Als Varianten für die Anforderung eines Zielführungsvor­ gangs kommt insbesondere in Betracht, eine derartige Aktivität automatisch durch den Navigator (3) stets bei Fahrtantritt und/oder in regelmäßigen Zeitabständen während der Fahrt und/oder ereignisabhängig während der Fahrt, insbesondere wenn im Fahrzeug über einen Verkehrsfunkkanal fahrtroutenrelevante Verkehrsinformationen eintreffen, oder aber automatisch durch die Leitzentrale (1) ereignisabhängig während der Fahrt, wenn in der Leitzentrale (1) fahrtroutenrelevante Verkehrsinformationen eintreffen, oder jeweils auf Anforderung des Fahrzeugführers auszulösen. Zielführungsanforderungen von der Leitzentrale (1) erhält die Navigatorsteuereinheit (4) über die Mobilfunkstrecke (6) und die Mobil-Kommunikationseinheit (5). Wenn im anschlie­ ßenden Anforderungsabfrageschritt (21) die Existenz einer Ziel­ führungsanforderung festgestellt wird, wird zu einem nächsten Schritt (22) übergegangen, in welchem die Navigatorsteuereinheit (4) vom Navigator (3) Daten über den Zielort (Z), den Startort (S) sowie die Typidentifikation des Navigators (3) und seines Wegenetzspeichers (14) einliest.

Im anschließenden Schritt (23) wird abgefragt, ob der Fahrzeug­ zielführungsdienst der Leitzentrale (1) verfügbar ist. Wenn nicht, wird zum Verfahrensbeginn zurückgesprungen. Wenn der Dienst verfügbar ist, wird als nächstes eine Verbindung zur Leitzentrale (1) aufgebaut (Schritt 24) . Im nächsten Schritt (25) werden die vom Navigator (3) zuvor empfangenen Anfangsda­ ten, d. h. die Daten über Zielort (Z), Startort (S) sowie Naviga­ tor- und Wegenetzspeichertyp, an die Leitzentrale (1) übertra­ gen. Daraufhin ermittelt der Leitzentralenrechner (1a) unter Be­ rücksichtigung dieser Daten sowie der in der Leitzentrale (1) bereitgestellten Verkehrssituationsdaten und der abgespeicherten Wegenetzdaten die momentan verkehrssituationsabhängig optimale Fahrtroute (R₂) zwischen Startort (S) und Zielort (Z), wie zu Fig. 1 oben angegeben. Außerdem ermittelt er die Minimalmenge an eigentlichen Zwischenzielorten (Zz₁₁ Zz₂) die zur abschnittwei­ sen, eindeutigen Reproduktion dieser verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) durch den fahrzeugseitigen Navigations­ rechner (12) anhand verkehrssituationsunabhängig durchgeführter Standard-Routensuchvorgänge zwischen je zwei aufeinanderfolgen­ den Zwischenzielorten (S, Zz₁, Zz₂, Z) mindestens benötigt wer­ den. Die Daten der eigentlichen Zwischenzielorte (Zz₁, Zz₂) enthalten damit implizit die Informationen zur Umfahrung eventu­ eller Verkehrsstörungen zwischen Startort (S) und Zielort (Z).

Es versteht sich dabei, daß der Leitzentralenrechner (1a) die Ermittlung der verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) und insbesondere die Auswahl der eigentlichen Zwischenziel­ orte (Zz₁, Zz₂) passend für den jeweiligen Typ des fahrzeugseitig verwendeten Navigators (3) und des fahrzeugseitig im betreffen­ den Speicher (14) abgelegten Wegenetzes vornimmt, wozu ihm die entsprechenden Typidentifikationsdaten zugeführt sind. Der Leit­ zentralenrechner (1a) bestimmt die jeweils momentan verkehrssi­ tuationsbedingt günstigste Fahrtroute in Echtzeit, wobei an­ schließend auf die Übertragung der diese optimale Fahrtroute eindeutig festlegenden, verhältnismäßig großen Datenmenge von der Leitzentrale (1) zum betreffenden Fahrzeug (2) verzichtet und statt dessen in einem nächsten Schritt (26) nur die für die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung spezifisch ermittelten Daten der eigentlichen Zwischenzielorte (Zz₁, Zz₂) zum Fahrzeug (2) übertragen werden, wo sie von der Navigatorsteuereinheit (4) empfangen und in deren Datenspeicher (11) abgespeichert werden. Daraufhin baut die Navigatorsteuereinheit (4) die Verbindung zur Leitzentrale (1) ab (Schritt 27). An dieser Stelle kann zudem eine Kostenerfassung für die von der Leitzentrale (1) durchge­ führte Fahrtroutenoptimierung in Abhängigkeit von der Benut­ zungsintensität der Mobilfunkstrecke (6) und/oder des Leitzen­ tralenrechners (1a) erfolgen.

Im nächsten Schritt (28) schaltet die Navigatorsteuereinheit (4) den Navigator (3) auf Standard-Routensuche, die darin besteht, daß der Navigationsrechner (12) anhand eines jeweils vorgegebe­ nen Anfangspunktes und Endpunktes nach einem herkömmlichen, ver­ kehrssituationsunabhängigen Routenoptmierungsprinzip, z. B. nach dem Prinzip des innerhalb des Wegenetzes geometrisch kürzesten Weges oder der kürzesten Fahrzeit unter Berücksichtigung ver­ schiedener Wegekategorien wie Autobahnen, Landstraßen etc., die zwischenliegende günstigste Fahrtroute ermittelt. Dazu wird dem Navigator (3) ein jeweils nächstfolgender Zwischenzielort (Zz₁, Zz₂, . . . , Z) als Endpunkt für den neuen durchzuführenden Standard-Routensuchvorgang vorgegeben (Schritt 29). Im ersten Verfahrens­ durchlauf eines Zielführungsvorgangs ist dies der erste eigent­ liche Zwischenzielort (Zz₁), während der Startort (S) als An­ fangspunkt dient. Im jeweils nächsten Durchlauf dient der vorhe­ rige Endpunkt als Anfangspunkt und der auf diesen folgende Zwi­ schenzielort als neuer Endpunkt. Der Navigator (3) ermittelt daraufhin die günstigste Route zwischen Anfangs- und Endpunkt mittels der Standard-Routensuche und reproduziert dadurch den jeweiligen Abschnitt (W₁, W₂, . . . ) der verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂). Zudem generiert er die zu dem betref­ fenden Routenabschnitt (W₁, W₂, . . . ) gehörigen optischen und/oder akustischen Zielführungshinweise und gibt sie für den Fahrzeug­ führer aus.

Nach Bestimmung des jeweiligen Abschnitts (W₁, W₂, . . . ) der optima­ len Fahrtroute (R₂) wertet die Navigatorsteuereinheit (4) die Na­ vigatorstatusdaten aus und erfaßt über ihre Kommunikationskanäle das eventuelle Anstehen einer aktuellen, neuen Zielführungsan­ forderung seitens des Navigators (3), der Leitzentrale (1) oder des Fahrzeugführers ab (Schritt 30). Wenn das Anstehen einer ak­ tualisierten Zielführungsanforderung im anschließenden Abfrage­ schritt (31) festgestellt wird, kehrt das Verfahren vor den Schritt (22) zurück, in welchem die Navigatorsteuereinheit (4) die vom Navigator (3) bereitzustellenden Anfangsdaten aus letz­ terem ausliest. Ist keine neue Zielführung angefordert, wird als nächstes geprüft (Schritt 32), ob vom Navigator (3) eine Infor­ mation empfangen wird, daß das Fahrzeug den für den betreffenden Standard-Routensuchvorgang durch den Navigationsrechner (12) als Endpunkt vorgegebenen Zwischenzielort erreicht hat. Solange dies nicht der Fall ist, wird in einer Schleife zum Status- und An­ forderungserfassungsschritt (30) zurückgekehrt.

Sobald das Fahrzeug den betreffenden Endpunkt des momentan an­ hand von Zielführungshinweisen durch den Navigator (3) befahre­ nen Routenabschnitts, d. h. im ersten Verfahrensdurchlauf den er­ sten eigentlichen Zwischenzielort (Zz₁), im zweiten Durchlauf den zweiten eigentlichen Zwischenzielort (Zz₂) usw., erreicht hat und dies der Navigatoreinheit (4) vom Navigator (3) gemeldet wurde, wird abgefragt (Schritt 33), ob dieser Endpunkt dem vorgegebenen Zielort (Z) entspricht. Solange dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren vor den Schritt (29) zur Eingabe des nächsten Zwi­ schenzielortes und Durchführen eines nächsten Durchlaufs der Standard-Routensuche zurück, bei dem der vormalige Endpunkt als Anfangspunkt und der nächste eingegebene Zwischenzielort als neuer Endpunkt zur Reproduktion des nächsten Abschnitts (W₂, W₃, . . . ) der fahrsituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) fungie­ ren. Dieser Ablauf wiederholt sich so lange, bis im letztgenann­ ten Abfrageschritt (33) festgestellt wird, daß der dem momenta­ nen Fahrzeugort entsprechende Endpunkt der vom Fahrer gewünschte Zielort (Z) ist, daß also im betreffenden letzten Verfahrens­ durchlauf der Zielort (Z) erreicht wurde, indem vom Navigator (3) der letzte Abschnitt (W₃) der verkehrssituationsabhängig op­ timalen Fahrtroute (R₂) zwischen dem letzten eigentlichen Zwi­ schenzielort (Zz₂) und dem Zielort (Z) reproduziert und die zuge­ hörigen Zielführungshinweise abgegeben wurden. Daraufhin kann der Verfahrensablauf durch Eingabe eines neuen Zielortes wieder neu begonnen werden.

Die vorstehende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels zeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung eine dynamische, d. h. in Abhängig­ keit von der jeweils aktuell vorliegenden Verkehrssituation ab­ hängige Fahrzeugzielführung realisierbar ist, für die fahrzeug­ seitig lediglich eine herkömmliche Navigationseinrichtung benö­ tigt wird, die nur in der Lage zu sein braucht, mittels eines Standard-Routensuchverfahrens die auf der Basis eines abgespei­ cherten Wegenetzes günstigste Fahrtroute zwischen einem Anfangs­ punkt und einem Endpunkt ohne Berücksichtigung der aktuellen Verkehrssituation zu ermitteln. Die aufwendigere verkehrssitua­ tionsabhängige Fahrtroutenermittlung ist für alle beteiligten Fahrzeuge in eine oder mehrere Leitzentralen verlagert, die mit genügend leistungsfähigen Rechnern ausgestattet sind, welche die Fahrtroutenoptimierungsaufgaben problemlos in Echtzeit durchzu­ führen vermögen. Darüber hinaus ermittelt der Leitzentralenrech­ ner abgestimmt auf die jeweils vorhandene fahrzeugseitige Navi­ gationseinrichtung Zwischenzielorte zwischen dem Startort und dem Zielort auf der ermittelten optimalen Fahrtroute derart, daß letztere sukzessive in aufeinanderfolgenden Abschnitten von der fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung durch ein verkehrssitua­ tionsunabhängiges und damit weniger aufwendiges Routensuchver­ fahren reproduziert werden kann, wobei der Leitzentralenrechner vorzugsweise nur die zur eindeutigen Reproduktion der optimalen Fahrtroute mindestens erforderlichen Zwischenzielorte bestimmt und zum jeweiligen Fahrzeug übermittelt. Die fahrzeugseitige Na­ vigationseinrichtung produziert daraus abschnittweise die opti­ male Fahrtroute zwischen den jeweiligen Zwischenzielorten und eneriert die dazugehörigen Zielführungshinweise, die daher nicht vom Leitzentralenrechner erzeugt und zum jeweiligen Fahr­ zeug übermittelt werden müssen. Diese erfindungsgemäße Auftei­ lung der Zielführungsaufgaben zwischen Leitzentrale einerseits und fahrzeugseitiger Navigationseinrichtung andererseits hält den Datenübertragungsaufwand minimal und nutzt die Leistungsfä­ higkeit der herkömmlichen, fahrzeugseitig untergebrachten Navi­ gationsrechner aus, ohne diese mit verkehrssituationsabhängigen Fahrtroutenoptimierungsaufgaben zu belasten.

Claims (5)

1. Verfahren zur verkehrssituationsabhängigen Fahrzeugzielfüh­ rung, bei dem

• - die zur Fahrzeugzielführung verwendeten Verkehrssituationsda­ ten in einer Leitzentrale (1) bereitgestellt und zur Ermittlung optimaler Fahrtrouten verwendet werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
• - Übertragen benötigter fahrzeugspezifischer Anfangsdaten zur Leitzentrale (1),
• - Ermitteln einer optimalen Fahrtroute (R₂) in Abhängigkeit von den Anfangsdaten, den Verkehrssituationsdaten und abgespeicher­ ten Wegenetzdaten und Ermitteln von auf der optimalen Fahrtroute liegenden Zwischenzielorten (Zz₁, Zz₂, . . . ) durch einen Rechner (1a) in der Leitzentrale derart, daß jeder zwischen je zwei auf­ einanderfolgenden Zwischenzielorten liegende Abschnitt (W₁, W₂, . . . ) der optimalen Fahrtroute von einer fahrzeugseitigen Naviga­ tionseinrichtung (3, 4, 5) mittels eines verkehrssituationsunab­ hängigen Routensuchverfahrens eindeutig reproduzierbar ist,
• - Übertragen der Zwischenzielortdaten von der Leitzentrale an die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung und
• - sukzessives Ermitteln der aufeinanderfolgenden Abschnitte (W₁, W₂, . . . ) der optimalen Fahrtroute (R₂) zwischen je zwei aufeinan­ derfolgenden Zwischenzielorten mittels des verkehrssituations­ unabhängigen Routensuchverfahrens mit einem jeweiligen Zwischen­ zielort (S, Zz₁, Zz₂, . . . ) als Anfangspunkt und einem nachfolgenden Zwischenzielort (Zz₁, Zz₂, . . . , Z) als Endpunkt des jeweiligen Fahrtroutenabschnitts und Erzeugen zugehöriger Zielführungshin­ weise durch die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß vom Leitzentralenrechner (1a) die zur eindeutigen Reproduktion der verkehrssituationsabhängig optimalen Fahrtroute (R₂) durch die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung (3, 4, 5) mittels de­ ren verkehrssituationsunabhängigem Routensuchverfahren ausrei­ chende Mindestmenge an Zwischenzielorten (Zz₁, Zz₂, . . . ) ermittelt und an die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung eines Zielführungsvorgangs automatisch durch die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung (3, 4, 5) bei Fahrtan­ tritt und/oder in regelmäßigen Zeitabständen und/oder ereignis­ abhängig während der Fahrt oder automatisch durch die Leitzen­ trale (1) ereignisabhängig während der Fahrt oder auf Fahreran­ forderung hin ausgelöst wird.

4. Einrichtung zur verkehrssituationsabhängigen Fahrzeugziel­ führung, mit

• - einer Leitzentrale (1) mit einem Leitzentralenrechner (1a), der Zugriff zu bereitgestellten Verkehrssituationsdaten hat,
• - einer fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung (3, 4, 5) mit einem Navigationsrechner (12), einem vom Navigationsrechner aus­ lesbaren Wegenetzspeicher (14) und einer an den Navigationsrech­ ner angeschlossenen Navigationssensorik (15) und
• - einer Datenkommunikationsstrecke (6) zwischen der Leitzentrale (1) und der fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung (3, 4, 5), gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3:
• - in der Leitzentrale (1) ist ein vom Leitzentralenrechner (1a) auslesbarer Wegenetzspeicher (1b) vorgesehen;
• - der Leitzentralenrechner ist zur Ermittlung einer optimalen Fahrtroute (R₂) in Abhängigkeit von fahrzeugspezifischen Anfangs­ daten, den bereitgestellten Verkehrssituationsdaten und den ab­ gespeicherten Wegenetzdaten sowie zum Ermitteln von auf der op­ timalen Fahrtroute liegenden Zwischenzielorten (Zz₁, Zz₂, . . . ) der­ art, daß jeder zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Zwischen­ zielorten liegende Abschnitt (W₁, W₂, . . . ) der optimalen Fahrtroute von der fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung (3, 4, 5) ein­ deutig mittels eines verkehrssituationsunabhängigen Routensuch­ verfahrens reproduzierbar ist, eingerichtet;
• - die Datenkommunikationsstrecke (6) ist zur Übertragung der An­ fangsdaten zur Leitzentrale (1) und der Zwischenzielortdaten von der Leitzentrale zur fahrzeugseitigen Navigationseinrichtung ausgelegt; und
• - die fahrzeugseitige Navigationseinrichtung (3, 4, 5) ist zur sukzessiven Ermittlung der aufeinanderfolgenden Abschnitte (W₁, W₂, . . . ) der optimalen Fahrtroute (R₂) zwischen je zwei aufeinan­ derfolgenden Zwischenzielorten (S, Zz₁, Zz₂, . . . , Z) mittels des verkehrssituationsunabhängigen Routensuchverfahrens mit einem jeweiligen Zwischenzielort (S, Zz₁, Zz₂, . . . ) als Anfangspunkt und einem nachfolgenden Zwischenzielort (Zz₁, Zz₂, . . . , Z) als Endpunkt und zur Erzeugung der zugehörigen Zielführungshinweise einge­ richtet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkommunikationsstrecke von einer Mobilfunkstrecke (6) gebildet ist.