DE19738764A1 - Vorrichtung zur graphischen Darstellung einer vorausliegenden Straße - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur graphischen Darstellung einer vorausliegenden Straße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbe­ sondere einer vorausliegenden Straße im nahen und mittleren Entfernungs­ bereich.

Bei der Führung eines Fahrzeugs unterscheidet der Fahrzeugbediener drei unterschiedliche Bereiche der vorausliegenden Straße.

Der unmittelbar vor ihm liegende Bereich, der sog. "Stabilisierungs- oder Nahbereich", ist maßgebend für die meist reaktiven Handlungen des Fahrers zur Quer- und Längseinordnung. Die Reaktionen sind abhängig von den vorliegenden örtlichen Fahrbahnbedingungen und erfolgen unter Beachtung der anderen Verkehrsteilnehmer.

Dem Nahbereich schließt sich vorausliegend der sog. Steuer- oder Mittelbe­ reich an. Für diesen Bereich muß der Fahrer gedanklich eine optimale Tra­ jektorie entwickeln und Steuerhandlungen einleiten, wobei der Fahrbahnver­ lauf, besondere Verkehrsbedingungen und andere Verkehrsteilnehmer zu berücksichtigen sind. Die Steuerhandlungen betreffen sowohl die Seiten- als auch die Längsführung. Für die Erkennung, Annäherung, Handlungseinlei­ tung und -durchführung benötigt der Fahrer eine bestimmte Zeit, so daß die Länge des Steuerbereichs von der Fahrgeschwindigkeit abhängig sein kann.

Der zwischen dem Mittelbereich und dem Fahrtziel liegende Raum wird als Planungsbereich bezeichnet. Der Fahrer plant anhand der Gegebenheiten in diesem Bereich seine Fahrtroute und den zeitlichen Ablauf der Fahrt.

Die folgende Erfindung bezieht sich auf den Nah- und Mittelbereich, im fol­ genden zusammenfassend als Fahrbereich bezeichnet, falls auf beide Be­ reiche Bezug genommen wird.

Die vorgenannten drei Bereiche unterscheiden sich nicht nur in ihrer Länge und der mit ihnen verbundenen Fahrerhandlung, sondern auch in ihrer Sichtbarkeit. Während der Planungsbereich in der Regel nicht sichtbar ist und der Fahrer die erforderliche Information aus Beschreibungen, Karten oder einem im Kartenmodus arbeitenden Fahrzeug-Navigationssystem ent­ nehmen muß, sind der Nahbereich und der anschließende Abschnitt des Mittelbereichs normalerweise direkt sichtbar.

Es gibt jedoch zahlreiche Ursachen, die eine direkte Sicht auf den voraus­ liegenden Straßenverlauf verhindern, beispielsweise Dunkelheit, Nebel, Gefälle, eingebettete Kurven oder Kolonnenfahrten hinter Großfahrzeugen. In diesen Situationen bestehen an sich bereits hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit und die Durchführung von Handlungen, einerseits zur Sta­ bilisierung, andererseits zur Verfolgung der optimalen Trajektorie und der Durchführung von Manövern. Fehlende Sicht in Verbindung mit fehlender Ortskenntnis führt hier zu einer erheblichen Steigerung der Fahrerbelastung, zu erhöhtem Risiko und eine Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit.

Zur Vermeidung der vorgenannten Probleme sind Verfahren zur Straßenvi­ sualisierung mittels Bildschirmtechnik an sich bekannt. Dazu ist im Innen­ raum des Fahrzeugs zumindest ein Bildschirm angeordnet. Dies ist bei­ spielsweise in einem Prospekt der Firma Gilardini (Turin 1993), "oute Pla­ ner Mobile Navigation System" dargestellt, in dem ein Bildschirm hinter dem Lenkrad unmittelbar unterhalb des Fahrbahnsichtbereichs angeordnet ist. Solche oder ähnliche, beispielsweise seitlich angeordnete Bildschirme wer­ den auch als Fahrerbildschirme bezeichnet.

Es ist ferner bekannt, auf solchen Bildschirmen das Straßennetz in Karten­ form, d. h. aus senkrechter Sicht (Draufsicht) oder von einem erhöhten Standpunkt aus perspektivisch darzustellen. Eine solche Darstellung ist ins­ besondere im Zusammenwirken mit Fahrzeug-Navigationssystemen üblich. Diese Straßenkarte ist dabei wahlweise nach Norden oder in Fahrtrichtung orientiert. Der Kartenausschnitt wird dem aktuellen Standort des Fahrzeugs nachgeführt. Der Maßstab der Straßenkarte kann meist durch Einstellung von Hand vergrößert werden.

In der Zeitschrift "Intelligent Transport Systems" (January, February, 1997, Seite 72, 73, Putting Bird View in Perspektive) ist ein Verfahren beschrieben, mit dem die Straßenkarte perspektivisch dargestellt wird. Der Augenpunkt liegt dabei ein Stück über und hinter dem Fahrzeug. Die Sichtrichtung stimmt mit der Fahrtrichtung überein und ist um einen gewissen Winkel nach unten geneigt. Beschrieben ist hier auch das Transformationssystem für die per­ spektivische Projektion.

Auf dem Gebiet der Flugzeugführung ist es bekannt, einen Flugleitweg ge­ meinsam mit einem Flugkorridor und Flugleitinformation auf der Oberfläche einer virtuellen Landschaft darzustellen, wie beispielsweise im Tagungsbe­ reich "EURNAV - 96, London, DGON, RION, Precision Control of Air Ve­ hicles with Satellite Navigation and Synthetic Vision" (G. Sach u. a., S. 5) beschrieben ist. Die Darstellung erfolgt perspektivisch aus der kontinuierlich fortschreitenden Position des Flugzeugs. Der Flugleitweg wird dabei nicht aus einer Datenbasis sondern aus flugdynamischen Parametern berechnet.

Ein Nachteil der vorgenannten Verfahren liegt darin, daß der vorausliegende Weg in eine komplexe Umgebungsdarstellung eingebettet ist. Die Erken­ nung und Interpretation des Steuerbereichs erfordert demzufolge eine länge­ re Blickzuwendung.

Bekannt sind weiterhin Verfahren, die bestimmte Eigenschaften der Straße im Fahrbereich aus der Straßendatenbasis aufrufen, berechnen und auf ei­ nem Bildschirm darstellen. So ist die Bildschirmdarstellung von Abbiege­ punkten aus senkrechter oder perspektivischer Sicht bei einem Navigati­ onssystem mit Wegleitung bekannt (vgl. Fachbuch "Gestaltung und expe­ rimentelle Untersuchung unterschiedlicher Präsentationsformen von Wegleitungsinformationen in Kraftfahrzeugen", K. Bengler, 1995, S. Roderer Verlag Regensburg sowie Tagungsbericht "Vehicle Navigation und Informa­ tion Systems", IEEE, 3rd Internat. Conf. 1992, Seite 221 bis 262, Perspektive in Orientation/Navigation Displays: A Human Factors Research). Das Navi­ gationssystem analysiert zu diesem Zweck laufend die in der Straßendaten­ basis abgelegten Bahnpunkte der vorausliegenden Straße über eine Strec­ ke, die eine rechtzeitige Entdeckung und Anzeige eines Abbiegepunktes gewährleistet. Dabei ist der vom Navigationssystem ermittelte aktuelle Fahr­ zeugort der Bezugspunkt.

Wenn ein Abbiegepunkt gefunden wird, so wird der einzuschlagende Weg am Abbiegepunkt und zusätzlich die Lage der zu befahrenden Straßenab­ schnitte und der angrenzenden Straßenansätze in stark symbolisierter Form dargestellt. Diese Darstellung erfolgt einige Sekunden vor dem Erreichen des Abbiegepunktes und ist stationär bis zum Ende des Abbiegevorgangs.

Nachteilig hierbei ist, daß diese Darstellung auf der spezifischen Weglei­ tungs-Information beruht und infolgedessen nur für den Abbiegepunkt er­ folgt. Der weitere Straßenverlauf ist aus dieser Darstellung nicht ersichtlich.

Es ist ferner bekannt, verkehrsrelevante Eigenschaften der vorausliegenden Straße dem Fahrer indirekt mitzuteilen. Ein derartiges Verfahren wurde im Präsentationskonzept "ACC-Präsentation zum ITS World Congress Orlando (USA), 14.-18.10.1996" (Seite 4), beschrieben und auf diesem Kongreß öffentlich vorgeführt. Dabei wurden in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Fahrbereichs, insbesondere beim Vorliegen von Kurven, Kreuzungen und anderen verkehrsrelevanten Situationen der Gaspedal- und Bremspe­ daldruckpunkt und das Bremspedal automatisch gesteuert. Auch bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß diese Steuerung keinen Aufschluß über den tatsächlichen Fahrbahnverlauf gibt.

Schließlich wurden für den Fall einer stark verminderten Sicht elektronische Sichtvorrichtungen wie Radar- oder Lidar-Abtastung und Visualisierung und auch Infrarot- oder Wärmebilddarstellung eingesetzt.

Nachteilig bei einer solchen Visualisierung ist die Komplexität des Bildes, die Beschränkung auf den Nahbereich und die Abhängigkeit von der direk­ ten Strahlausbreitung.

Alle vorgenannten Verfahren ermöglichen keine Visualisierung des tatsäch­ lichen topographischen Verlaufes und weiterer wichtiger Eigenschaften der vorausliegenden Straße in der Weise, daß diese bei kurzer Blickzuwendung zum Fahrerbildschirm erfaßt und interpretiert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Straßenverlauf im Fahrbereich mit Bild­ schirmtechnik zu visualisieren, ohne den Fahrer von der direkten Beobach­ tung der Fahrtszene nachhaltig abzulenken.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Demgemäß erzeugt ein Graphikgenerator aus den Daten, welche die Geo­ metrie des Straßenverlaufs beinhalten, eine Darstellung für den Bildschirm in der Weise, daß im wesentlichen lediglich der zu durchfahrende Straßen­ verlauf in topographischer Form schnell und leicht zu erfassend abgebildet wird. Eine komplexe Umgebungsdarstellung wird nicht erzeugt.

Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dem Fahrer eine bildmäßige Information über den vorausliegenden Straßenabschnitt zu geben, die er mit kurzer Blickzuwendung zum Fahrerbildschirm oder mit peripherer Sicht er­ fassen kann. Eine Ablenkung in Fahrsituationen, in denen er einerseits sei­ ne Aufmerksamkeit in erhöhtem Maße der realen Fahrszene widmen muß und wobei er andererseits auf eine derartige Information angewiesen sein kann, wird dadurch vermieden.

Weitere Vorteile sind darin zu sehen, daß sich insbesondere bei ortsunkun­ digen Fahrern durch die Anpassung der Fahrweise an den dargestellten Straßenverlauf die Fahrsicherheit erhöht, da schwierige Situationen recht­ zeitig dargestellt und vom Fahrer erkannt werden. Ferner kann eine höhere Geschwindigkeit erreicht und beibehalten werden, wenn der Fahrerbild­ schirm einen unkritischen Straßenverlauf vermittelt. Die Anpassung der Fahrweise trägt zur Kraftstoffeinsparung bei.

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrie­ ben und beansprucht. Nachfolgend werden diese Merkmale und Vorteile übersichtsweise nochmals dargestellt.

Für den Fahrbereich berechnet der Graphikgenerator aus den zur Verfügung stehenden Daten, welche die Geometrie des Straßenverlaufs beinhalten, die Darstellung auf dem Bildschirm oder alternativ in einem Fenster eines grö­ ßeren an sich vorhandenen Bildschirms.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Darstellung in der Form eines Bandes, welches der Mittellinie der Straße oder der Fahrbahn folgt. Dabei befindet sich der Fahrzeugort vorzugsweise in der Nähe des unteren Bildschirmrandes. Er wird insbesondere durch eine besondere gra­ phische Darstellung als Fahrzeugsymbol hervorgehoben.

Ferner können ein oder mehrere Marken zur Kennzeichnung einer bestimm­ ten Distanz auf dem Bildschirm dargestellt sein.

Die vertikale Bildschirmachse stimmt in einer bevorzugten Ausführungsform annähernd mit der mittleren Richtung des ganzen oder eines Teils des dar­ gestellten Fahrbereichs oder mit der momentanen Fahrtrichtung überein.

Gestützt auf die Informationen über den Verlauf und weitere Eigenschaften der vorausliegenden, zu durchfahrenden Straße und die Informationen über den aktuellen Standort und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs grenzt der Gra­ phikgenerator einen Straßenabschnitt ab, dessen Länge der Strecke ent­ spricht, für die der durchschnittliche Fahrer vorausschauend Steuerhandlun­ gen vorsieht. Vorzugsweise beginnt der Abschnitt am Ort des Fahrzeugs. Er besitzt vorzugsweise eine konstante wählbare Länge oder ist von der Fahr­ geschwindigkeit in der Weise abhängig, daß bei hoher Fahrgeschwindigkeit ein längerer Abschnitt abgegrenzt wird.

In einer ersten Alternative erfolgt die Darstellung in senkrechter Sicht (Draufsicht). In einer zweiten Alternative kann die Darstellung in perspektivi­ scher Sichtweise ausgeführt sein. In dieser zweiten Ausführungsart kann der Graphikgenerator auch das Transformationssystem für die perspektivische Projektion enthalten.

Gemäß einer besonderen Ausführungsart ist das Band bei einer Darstellung in perspektivischer Sicht an seinen Rändern mit vertikal gerichteten geome­ trischen Objekten, beispielsweise in Form von Pfosten, Zäunen, Schienen oder dergleichen ausgeführt. Diese geometrischen Objekte sollen die Er­ kennung des Bandverlaufes erleichtern.

Die Funktionen werden vorzugsweise in raschen Zyklen ausgeführt, so daß sich eine kontinuierliche Darstellung ergibt.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Graphikgenerator mit Ausgangssignalen einer an sich vorhandenen Navigationsvorrichtung zu koppeln und mit Daten aus dieser Vorrichtung zu versorgen. Entsprechend kann der Graphikgenerator in die Navigationsvorrichtung, die an sich bereits Einheiten zur Abgrenzung von Bahndaten und zur Berechnung geometri­ scher Darstellungen besitzt, integriert sein. Eine derartige Einrichtung steu­ ert dann die Darstellung für die Navigation und zusätzlich die erfindungsge­ mäße Darstellung des Fahrbereichs.

Es kann auch die Darstellung der Wegleitung des Navigationssystems in die erfindungsgemäße Darstellung des Fahrbereichs integriert werden.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der Nah- und Gesamtfahrbereich getrennt dargestellt. Die Nahbe­ reichsdarstellung wird vorzugsweise zur Information über den unmittelbar vorausliegenden Straßenabschnitt bei stark verminderter Sicht und/oder kurviger Straßenführung verwendet, während die Gesamtbereichsdarstel­ lung vorzugsweise einer vorausschauender Fahrweise und der Vorbereitung von Manövern dient. Bei der getrennten Darstellung kann ein Umschalter zwischen Nah- und Gesamtbereichsdarstellung vorgesehen sein, oder es sind für Nah- und Gesamtbereichsdarstellung zwei Bildschirme oder zwei Fenster in einem Bildschirm vorgesehen. Die Nahbereichsdarstellung erfolgt vorzugsweise in perspektivischer, die Gesamtbereichsdarstellung vorzugs­ weise in senkrechter Sicht.

Information über weitere verkehrsrelevante Eigenschaften der vorausliegen­ den zu befahrenden Straße kann der Graphikgenerator einerseits von der Straßendatenbasis, andererseits von einem Fahrzeug-Kommuni­ kationssystem und/oder einem Fahrzeug-Sensorsystem und/oder von spe­ ziellen zusätzlichen Datenbanken erhalten.

Im Rahmen der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, zur Aktualisierung der Straßendaten und zur Anzeige von Behinderungen und Hindernissen die Möglichkeit zu haben - beispielsweise aus der Information über weitere ver­ kehrsrelevante Eigenschaften und Objekte der Straße - die Fahrbereichdar­ stellung durch weitere einfache graphische Darstellungen zu ergänzen. Die­ se ergänzenden Darstellungen sind ebenfalls so ausgeführt, daß die Erfas­ sung mit kurzer Blickzuwendung oder durch periphere Sicht möglich ist.

Gemäß einer besonderen Ausführungsart der Erfindung analysiert der Gra­ phikgenerator den Fahrbereich bezüglich der Geometrie sowie anderer ver­ kehrsrelevanter Eigenschaften und Objekte. Diese Funktion wird im folgen­ den als Bahnanalyse und ein Modul zur Durchführung dieser Funktion als Bahnanalysator bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform besteht die Mög­ lichkeit, daß der Graphikgenerator die erfindungsgemäße Darstellung nur vornimmt, wenn die Bahnanalyse zeigt, daß der Fahrbereich ausgeprägte Steuerhandlungen erfordert. Auf diese Weise werden unnötige Darstellun­ gen vermieden.

Durch den Einsatz eines Bahnanalysators können in vorteilhafter Weise Teilabschnitte des Fahrbereichs besonders gekennzeichnet werden, insbe­ sondere wenn aufgrund der Bahnanalyse besondere topographische oder andere verkehrsrelevante Eigenschaften automatisch erkannt werden oder wenn eine begrenzte Fahrgeschwindigkeit zu empfehlen ist. Beispielsweise können Teilabschnitte des Fahrbereichs und/oder das Fahrzeugsymbol be­ sonders zur Gefahrenwarnung gekennzeichnet werden, insbesondere bei gleichrangiger Kreuzung oder wenn die Fahrweise, z. B. die Fahrgeschwin­ digkeit, bezüglich dieser Teilabschnitte oder des gesamten Steuerbereichs unangemessen (hoch) erscheint.

Dabei kann die Kennzeichnung mit einfachen Mitteln, beispielsweise durch örtlich veränderte Helligkeit und/oder örtliche Einfärbung der Darstellung und/oder durch Hinterlegung mit einem örtlich aufgehellten/abgedunkelten und/oder eingefärbten Hintergrund erfolgen. Wesentlich ist, daß die Kenn­ zeichnung schnell und aus sich heraus verständlich ist.

In einer weiteren Ausführungsart kann der Graphikgenerator bei senkrechter Darstellung (Draufsicht) eines Straßenverlaufs zur Hervorhebung von Kur­ ven einen gestauchten Bahnverlauf darstellen. Zu diesem Zweck berechnet der Graphikgenerator zunächst den mittleren Bahnverlauf und sodann die Stauchung entlang dieses mittleren Verlaufes. Ferner können auch die La­ gen der äußeren Punkte des Fahrbereichs ermittelt werden. Vorteilhaft wird die Darstellung dabei so berechnet, daß die äußeren Punkte innerhalb des Bildschirmrandes liegen und somit die vollständige Darstellung des Fahrbe­ reichs gewährleistet ist.

Weiterhin kann bei starker Kurvigkeit anstelle der Richtung des gesamten Fahrbereichs die Richtung des Straßenverlaufs im Nahbereich gesondert ermittelt und bei der Darstellung in Richtung der vertikalen Bildschirmachse orientiert werden, um eine rückläufige Darstellung des Nahbereichs zu ver­ meiden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine graphi­ sche Darstellung des Nahbereichs, die von einer elektronischen Sichtvor­ richtung, wie z. B. RADAR, LIDAR oder Infrarot- bzw. Wärmebildtechnik er­ zeugt wird, in die erfindungsgemäße Darstellung des Fahrbereichs integriert.

In einer alternativen Ausführungsart der Erfindung wird die Darstellung se­ quenziert vorgenommen. Die erfindungsgemäße Darstellung erfolgt zu die­ sem Zweck stationär, und das Fahrzeugsymbol bewegt sich über das Band. Eine Aktualisierung der stationären Darstellung wird dann vorgenommen, wenn das vor dem Fahrzeugsymbol verbliebene Band eine ausreichende Übersicht des Fahrbereichs nicht mehr gewährleisten kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wählt der Graphikgenerator aufgrund der Bahnanalyse aus einem vorgegebenen Vorrat Symbole für charakteristische geometrische Merkmale und andere Eigenschaften der Straße aus. Die Darstellung auf dem Fahrerbildschirm erfolgt dabei in Form einer Aneinanderreihung der ausgewählten Symbole.

Ferner kann ein akustischer Generator vorgesehen sein, der aufgrund der Bahnanalyse akustische Signale erzeugt, die mit der Geometrie sowie ande­ rer verkehrsrelevanter Eigenschaften und Objekte des Fahrbereichs und/oder mit unangemessener Fahrweise in Verbindung stehen. Diese akustischen Signale können über eine Lautsprecheranlage im Fahrzeug, vorzugsweise die bereits vorhandene Lautsprecheranlage ausgegeben wer­ den.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem besonderen Ausführungsbeispiel und anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. In der einzigen Zeich­ nung ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gra­ phischen Darstellung des Fahrbereichs einer vorausliegenden Straße dar­ gestellt.

Die Vorrichtung zur graphischen Darstellung des Fahrbereichs umfaßt einen zentralen Rechenteil 38, welcher im wesentlichen aus einem Graphikgenera­ tor 40 und einer Navigationsvorrichtung 42 besteht. Die Navigationsvorrich­ tung 42 umfaßt einen Navigationsrechner 18, der die Positionsdaten des Fahrzeugs unter anderem von Wegmesser und Kompaß (Koppeldaten) er­ hält und - ergänzt durch GPS-Daten (satellitengestützes Global Positioning System) - den aktuellen Ort und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Stra­ ßennetz berechnet. Als Grundlage dieser Berechnung dient eine digitale Straßenkarte in Form einer Straßendatenbasis 14.

Der Navigationsrechner 18 gibt einen Satz von Bahnpunkten und Eigen­ schaften der vorausliegenden, zu befahrenden Straße sowie vorausliegen­ der Objekte an den Graphikgenerator 40.

In einem Modul 22 des Graphikgenerators 40 zur Straßenabschnitts- Abgrenzung werden die Bahndaten der vorausliegenden Straße über eine bestimmte Länge abgegrenzt. Diese Länge entspricht der Fahrbereichslän­ ge. Sie ist entweder fest vorgegeben oder von der Fahrgeschwindigkeit, die von einem an sich vorhandenen Tachometer 16 übermittelt wird, abhängig.

In einem Modul 26 des Graphikgenerators 40 zur Berechnung der geometri­ schen Darstellung wird aus den Bahndaten ein Band berechnet, das der to­ pographischen Gestalt des vorausliegenden Straßenabschnitts entspricht. Dieses Band wird zusammen mit einem Symbol für den aktuellen Fahrzeug­ ort auf einem Fahrerbildschirm 28, der mit dem Modul 26 verbunden ist, dar­ gestellt.

Die vorgenannten Vorrichtungselemente sind notwendiger Bestandteil einer Basisversion und durch durchgezogene Linien in der Zeichnung gekenn­ zeichnet. Durch gestrichelte Linien sind solche Elemente gekennzeichnet, die optionale Erweiterungen darstellen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Graphikgenera­ tor 40 mit der Navigationsvorrichtung 42 kombiniert werden. Die in der Navi­ gationsvorrichtung an sich vorhandenen Einheiten zur Bahndatenabgren­ zung und zur Berechnung der geometrischen Darstellung können dann vor­ teilhaft genutzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden Wegleitungsinforma­ tionen von einer Wegleitungsvorrichtung 20 in das Modul 26 zur Berech­ nung der geometrischen Darstellung übertragen. Diese Informationen kön­ nen dann gemeinsam mit dem Straßenverlauf auf dem Bildschirm 28 darge­ stellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Graphikgenerator 40 der Stra­ ßendatenbasis 14 zusätzliche Informationen zur Ausgestaltung der Fahrbe­ reichsdarstellung entnehmen. Beispielsweise können die Ansatz-Stücke der kreuzenden, abbiegenden und einmündenden Straßen am Band mit darge­ stellt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Navigationsrechner mit einem Bahnanalysator 24 im Graphikgenerator 40 verbunden. Es ist dann möglich, eine Darstellung des Fahrbereichs nur dann zu erzeugen, wenn aufgrund der Bahnanalyse festgestellt wird, daß ausgeprägte Fahrhandlun­ gen erforderlich sind. Ferner können Teilabschnitte des Steuerbereichs, die bei Kurvigkeit, gleichrangiger Kreuzung, Geschwindigkeitsbegrenzung, Ortslage usw. eine Gefahr für die Fahrzeuginsassen darstellen oder erhöhte Aufmerksamkeit erfordern, besonders gekennzeichnet werden, beispielswei­ se durch auffällige Einfärbung oder Aufhellung. Diese Kennzeichnung kann auch am Fahrzeugsymbol vorgenommen werden. Stellen, an denen die mo­ mentane Fahrgeschwindigkeit unangemessen wäre, können ebenfalls ge­ kennzeichnet werden.

Der Graphikgenerator kann in einer weiteren Ausgestaltung zusätzliche ver­ kehrsrelevante Informationen von einem Fahrzeugkommunikationssystem 32 und/oder einem Fahrzeug-Sensorsystem 34 und/oder einer speziellen Da­ tenbank 36 bekommen und diese Daten zur verkehrsrelevanten Kennzeich­ nung des Steuerbereichs (Stau, Unfall und dergleichen) verwenden. Beispie­ le für solche Kommunikationssysteme sind digitale Verkehrsnachrichten, GSM-Mobilfunk, RDS-TMC oder die Nahbereichs-Kommunikation eines Überwachungs- und Leitsystems. Das Fahrzeug-Sensorsystem enthält bei­ spielsweise ACC-Sensoren zur Erkennung von fahrbaren Hindernissen im Nahbereich, so daß auch eine Darstellung dieser Hindernisse in die Stra­ ßendarstellung eingefügt werden kann.

Schließlich kann auch eine elektronische Sichtvorrichtung 30 mit dem Modul 26 zur Berechnung der geometrischen Darstellung verbunden werden, so daß bei einer stark verminderten Sichtweise beispielsweise ein Flächenra­ darbild in die Nahbereichsdarstellung integriert werden kann.

Insgesamt ist durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, die dem Fahrer eine bildmäßige Information über den vorausliegenden Stra­ ßenabschnitt, vorzugsweise bei schlechter direkter Sicht geben kann, wobei der Fahrer die Informationen unter kurzer Blickzuwendung zum Fahrerbild­ schirm oder mit peripherer Sicht erfassen kann. Eine Ablenkung in Fahrsi­ tuationen, in denen er einerseits seine Aufmerksamkeit in erhöhtem Maße der realen Fahrszene widmen muß und wobei er andererseits auf eine der­ artige Information angewiesen sein kann, wird dadurch vermieden.

Ferner kann die Vorrichtung insbesondere bei ortsunkundigen Fahrern zu einer optimalen Anpassung der Fahrweise an den dargestellten Straßenver­ lauf führen, wobei die Fahrsicherheit erhöht wird, da schwierige Situationen rechtzeitig dargestellt und erkannt werden können. Andererseits kann eine höhere Geschwindigkeit erreicht oder beibehalten werden, wenn der Fahrerbildschirm einen unkritischen Straßenverlauf zeigt.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß an sich vorhandene Komponenten des Navigationssystems einschließlich der Straßendatenbasis und des Fahrer­ bildschirms genutzt werden können und daß die Voraussetzung zur Integra­ tion beider Systeme besteht.

Ein weiterer Vorteil besteht in der möglichen Visualisierung von Zusatzin­ formationen aus verschiedenen an sich vorhandenen Quellen, wie Fahr­ zeug-Kommunikationssystem, -sensorsystem, elektronischem Sichtgerät oder spezieller Datenbank. Diese Information ist in der Regel relevant bei schlechter Sicht, wenn auch die erfindungsgemäße Anordnung vorzugswei­ se in Betrieb ist.

Claims (31)

1. Vorrichtung zur graphischen Darstellung einer vorausliegenden Stra­ ße, insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug, umfassend

• - eine Datenbasis,
• - ein System zur Ermittlung von Fahrzeugposition und Fahrtrichtung,
• - einen die Daten der Datenbasis unter Berücksichtigung von Fahr­ zeugposition und Fahrtrichtung auswertenden Graphikgenerator und
• - einen mit dem Graphikgenerator verbundenen, die Darstellung zei­ genden Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator aus den Daten, welche die Geometrie des Straßenverlaufs beinhalten, die Darstellung für den Bildschirm fortlau­ fend in der Weise erzeugt, daß im wesentlichen lediglich der zu durchfahrende Straßenverlauf ohne kartographische Umgebung to­ pographisch abgebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator eine Straßendarstellung in Form eines ausgefüllten oder aus zwei im wesentlichen parallelen Linien beste­ hendes Band erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator seine Funktionen in derart schnellen Zy­ klen ausführt, daß eine kontinuierliche Darstellung möglich ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band der Mittellinie der Straße oder der Fahrbahn folgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator Positions- und Fahrdaten des Fahrzeugs und/oder GPS-Daten und/oder eine Straßendatenbasis, vorzugsweise in Form einer digitalen Straßenkarte, auswertet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator einen Modul zur Straßenabschnittsabgren­ zung enthält, der einen Straßenabschnitt als darzustellenden Fahrbe­ reich ausgrenzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des auszugrenzenden Straßenabschnitts einer Strecke entspricht, für die der durchschnittliche Fahrer vorausschauend Steu­ erhandlungen vorsieht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Straßenabschnitt am Ort des Fahrzeugs beginnt und eine konstant wählbare Länge oder eine Länge besitzt, die in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gewählt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator eine Darstellung in der Weise erzeugt, daß die vertikale Bildschirmachse annähernd mit der mittleren Richtung des ganzen oder eines Teils des dargestellten Fahrbereichs oder mit der momentanen Fahrtrichtung übereinstimmt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator mit einem Navigationsrechner einer Navi­ gationsvorrichtung verbunden ist und Daten von diesem erhält.

11. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator als Ausgangspunkt des vorausliegenden Straßenverlaufs eine Darstellung des aktuellen Fahrzeugortes als Fahrzeugsymbol auf dem Display erzeugt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Graphikgenerator Wegleitungsinformationen auswertet und in die Darstellung des vorausliegenden Straßenverlaufes aufnimmt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator einen oder mehrere Maßstabs- oder Di­ stanzmarken erzeugt und auf dem Bildschirm darstellt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator zusätzlich zu dem vorausliegenden, zu durchfahrenden Straßenverlauf Ansatz-Stücke der kreuzenden, ab­ biegenden und einmündenden Straßen darstellt.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator zusätzlich zu dem vorausliegenden Stra­ ßenverlauf weitere grafische Objekte erzeugt, die zur Anzeige von Behinderungen und Hindernissen oder weiterer verkehrsrelevanter Eigenschaften und Objekte der Straße dienen.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator einen Bahnanalysator enthält oder mit ei­ nem solchen verbunden ist, der den vorausliegenden Straßenab­ schnitt bezüglich der Geometrie sowie anderer verkehrsrelevanter Ei­ genschaften und Objekte analysiert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator eine Darstellung erzeugt, in der Teilab­ schnitte des Straßenverlaufes und/oder Fahrzeugsymbol aufgrund der Bahnanalyse und/oder der Fahrweise des Fahrers besonders ge­ kennzeichnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Kennzeichnung durch veränderte Helligkeit und/oder Einfärbung und/oder Hinterlegung mit einem örtlich aufge­ hellten/abgedunkelten und/oder eingefärbten Hintergrund oder durch Darstellung charakteristischer geometrischer Merkmale und/oder ausgewählter Symbole darstellbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator Informationen von einem Fahrzeug-Kom­ munikationssystem und/oder einem Fahrzeug-Sensorsystem und/oder einer speziellen Datenbank auswertet und diese zur Kennzeichnung des Straßenverlaufs verwendet.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator eine Darstellung des Straßenverlaufs in Draufsicht oder perspektivischer Ansicht erzeugt.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator sowohl den Nahbereich als auch den Ge­ samtfahrbereich getrennt auf verschiedenen Bildschirmen oder in ver­ schiedenen Fenstern auf einem Bildschirm oder umschaltbar auf ei­ nem Bildschirm darstellt, wobei der Nahbereich vorzugsweise per­ spektivisch, der Gesamtbereich vorzugsweise in senkrechter Sicht dargestellt ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator bei starker Kurvigkeit des Fahrbereichs die Richtung des Straßenverlaufs im Nahbereich gesondert ermittelt und diese Richtung bei der Darstellung des Fahrbereichs in Bildschirm­ richtung orientiert, um eine rückläufige Darstellung des Nahbereichs zu verhindern.

23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator die Lage der äußeren Punkte des Fahrbe­ reichs ermittelt und die Darstellung so berechnet, daß die äußeren Punkte innerhalb des Bildschirmbereichs liegen.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator bei der Ansicht in Draufsicht zur Hervorhe­ bung von Kurven einen gestauchten Bahnverlauf darstellt.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator ein zur Berechnung der perspektivischen Darstellung erforderliches Transformationsmodul enthält.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator bei perspektivischer Ansicht ein Band mit an seinen Rändern angeordneten, das Band begrenzenden geometri­ schen Objekten erzeugt.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator zur Zuordnung oder Integration von Dar­ stellungen aus elektronischen Sichtvorrichtungen zu oder in die Dar­ stellung des vorausliegenden Straßenverlaufs ausgebildet ist.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator die Darstellung des Fahrbereichs stationär vornimmt, wobei sich das Fahrzeugsymbol über die Darstellung be­ wegt.

29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator aus einem vorgegebenen Vorrat Symbole für geometrische Merkmale, Objekte und Kennzeichen auswählt und auf dem Bildschirm in der vom Fahrbereich vorgegebenen Anordnung darstellt.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphikgenerator eine Darstellung des Fahrbereichs nur er­ zeugt, wenn aufgrund der Bahnanalyse festgestellt wird, daß ausge­ prägte Steuerhandlungen erforderlich sind.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein akustischer Generator vorgesehen ist, der aufgrund der Bahnanalyse akustische Signale erzeugt.