DE19831099A1

DE19831099A1 - Kartenbereitstellungssystem, Kartenbeschaffungseinheit und Navigationsvorrichtung mit Kartenbeschaffungseinheit

Info

Publication number: DE19831099A1
Application number: DE19831099A
Authority: DE
Inventors: Tomoyasu Harada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: JPH1138870A; US6061003A; JP3496464B2; DE19831099B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Kartenbeschaffungssystem mit einer Zentraleinheit und einer Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug, die über ein Kommunikationsmedium verbunden sind. In diesem System erhält die Kartenbeschaffungseinheit von der Zen traleinheit Kartendaten, die für eine Navigation geeignet sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Navigationsvorrichtung mit einem Mittel zum Erhalten von Kartendaten von der Zentralein heit.

Eine in einem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung ist eine bekannte elektronische Einrichtung, die Kartendaten ver wendet. Eine solche Vorrichtung zeigt auf ihrer Anzeige eine Karte an, die Orte in der Nähe der momentanen Position abdeckt, und teilt dem Fahrer mittels Kartendaten mit, welche Strecke oder Route zu einem Zielort zu nehmen ist. Üblicherweise ist ein Speichermedium wie beispielsweise eine CD-ROM, die aufge zeichnete Kartendaten enthält, an der Navigationsvorrichtung angebracht. In solch einem Fall werden aus dem Speichermedium ausgelesene Kartendaten dazu verwendet, beispielsweise eine Streckenführung bereitzustellen.

Andererseits wurde vorgeschlagen, eine Kartendatenbeschaffungs einheit in einer Navigationsvorrichtung zu installieren, und die Kartenbeschaffungseinheit Kartendaten von außerhalb empfan gen zu lassen. Eine solche Kartenbeschaffungseinheit und eine Zentraleinheit sind über ein Kommunikationsmedium verbunden und umfassen ein Kartenbereitstellungssystem. Die Zentraleinheit hält Kartendaten; die Kartenbeschaffungseinheit erhält von der Zentraleinheit Karten, die für die Navigation zum Zielort er forderlich sind. Dieses System bietet den Vorteil, in der Lage zu sein, detaillierte Karten zu verwenden, die nicht vollstän dig auf einem Speichermedium wie beispielsweise einer CD-ROM gespeichert werden können. Es bietet ferner den Vorteil, in der Lage zu sein, schnell auf die Aktualisierung von Karten reagie ren zu können, weil hierzu lediglich eine Änderung der Daten auf die neu zu übermittelnden Daten erforderlich ist. Darüber hinaus können die Kosten eines Kartenspeichermediums und der in Bezug hierzu stehenden Anordnungen verringert werden.

In Übereinstimmung mit der japanischen offengelegten Patentver öffentlichung Nr. Hei 8-285613 erhält eine tragbare Datenstati on über eine Übertragungsleitung Kartendaten von einer Zen traleinheit. Diese tragbare Datenstation wird von dem Benutzer mitgeführt und übermittelt an die Zentraleinheit Information über die Lage eines Anfangs- oder Startpunkts und eines Ziel orts. Die Zentraleinheit legt eine Strecke zu dem Zielort fest und übermittelt eine Karte, die eine berechnete Strecke ab deckt, an die Datenstation.

Da ein Kartenbeschaffungssystem eine begrenzte Übertragungska pazität, d. h. einen begrenzten übertragbaren Informationsumfang hat, sollte die zu einem Zeitpunkt erhaltene Anzahl von Karten minimiert werden. Im Hinblick auf die Übertragungsrate und die Übertragungsqualität ist es schwierig, eine große Anzahl von Karten zu einem Zeitpunkt bzw. gleichzeitig zu übermitteln, und braucht ein Speicher zum Halten von Kartendaten eine größere Kapazität für große Datenmengen. Jedoch kann keine bekannte An ordnung wirkungsvoll die vorstehenden Anforderungen erfüllen.

In einem System gemäß der obigen Veröffentlichung beispielswei se wird eine Anzahl von Karten, die entlang einer berechneten Strecke aneinandergrenzen, übermittelt. Diese Karten sind auf denselben Maßstab bezogen und haben eine vergleichbare Größe. Die Kartendatenmenge nimmt daher proportional zu der Entfernung zu einem Zielort zu. Ein entfernter Zielort wird zu einer sehr großen Datenmenge führen, wodurch die Übertragungszeit erhöht wird. Darüber hinaus können Kartendaten verwendende Prozesse nicht in Gang gesetzt werden, solange die Übertragung nicht be endet ist. Eine größere Kartendatenmenge erfordert auch eine größere Speichermenge in einem Fahrzeug. Um diese Probleme zu vermeiden, kann die vorstehend genannte Gruppe von Karten mit demselben Maßstab in Teilen beschafft werden. Es ist jedoch schwierig, eine benutzerfreundliche Navigation mit Karten durchzuführen, die nur einen Teil einer berechneten Strecke zeigen.

Wie vorstehend ausgeführt, können zudem die Kosten des Spei chermediums, wie beispielsweise einer CD-ROM, und der in Bezug zu diesem stehenden Anordnungen durch Installieren einer Kar tenbeschaffungseinheit verringert werden, welches zu einer preiswerten Navigationsvorrichtung führen kann. In bereits vor geschlagenen Systemen einschließlich dem der obigen Veröffent lichung wird jedoch angenommen, daß eine Zentraleinheit eine Strecke zu einem Zielort festlegt, weil Kartendaten für die Streckenführung nicht im Fahrzeug bereitgestellt sind. Die Zen traleinheit muß die Berechnung einer Strecke für jedes von ei ner Vielzahl von Fahrzeugen durchführen, woraus eine hohe Bela stung der Zentraleinheit resultiert. Um diese Belastung zu ver ringern, kann ein Fahrzeug Kartendaten ermitteln, die von der Zentraleinheit für die Streckenberechnung verwendet werden. Dies wird jedoch die zu übermittelnde Datenmenge erhöhen und führt daher zu Problemen hinsichtlich der Übertragungskapazi tät. Daher sollte ein Fahrzeug in der Lage sein, eine Strecke durch Empfangen einer geeigneten Datenmenge zu berechnen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kartenbe reitstellungssystem zu schaffen, das auf geeignete Art und Wei se nützliche Kartendaten an jedem Punkt entlang des Wegs zu ei nem Zielort ermitteln kann, so daß eine ausreichende Menge an Kartendaten mit einer begrenzten Übertragungskapazität und ei ner begrenzten Menge an Speicherkapazität in einem Fahrzeug er halten werden kann.

Darüber hinaus soll die Erfindung eine Kartenbeschaffungsein heit in einem Fahrzeug bereitstellen, die mit einem solchen Kartenbereitstellungssystem anwendbar ist.

Ferner soll die Erfindung eine Navigationsvorrichtung bereit stellen, die mit einer verbesserten Kartenbeschaffungseinheit ausgerüstet ist und eine korrekte Fahrzeugstreckenführung er möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 4 und 6.
(1) Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kartenbe reitstellungssystem, umfassend eine Zentraleinheit und eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug, die über ein Kom munikationsmedium verbunden sind, zum Erhalten von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdeckenden Kartendaten von der Zentral einheit, gekennzeichnet durch: eine zentralseitige Kartenspei chereinrichtung, die in der Zentraleinheit angeordnet ist und Kartendaten mit unterschiedlichen Maßstäben speichert; eine Mo mentanposition-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der momenta nen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung zum Festlegen des Fahrzielorts des Fahrzeugs; eine Entschei dungseinrichtung zum Entscheiden auf der Grundlage der erfaßten momentanen Position, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungs punkt, der für die Kartendaten jedes Maßstabs individuell fest gelegt ist, erreicht hat; wobei ein Kartenbeschaffungspunkt, an dem Kartendaten mit einem größerem Maßstab erhalten werden, derart näher zu dem Zielort liegend festgelegt ist, daß der Maßstab der Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt er halten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist; und die Zentraleinheit auf der Grundlage einer Entscheidung der Entscheidungseinrich tung die Kartendaten für die Kartenbeschaffungseinheit mit ei nem Maßstab übermittelt, der dem Kartenbeschaffungspunkt, den das Fahrzeug erreicht hat, entspricht.

In Übereinstimmung mit der Erfindung speichert die zentralsei tige Kartenspeichereinrichtung Kartendaten mit unterschiedli chen Maßstäben. Bevorzugt enthalten diese Daten einen Zielort. In Übereinstimmung mit der Festlegung der vorstehend erwähnten Kartenbeschaffungsorte werden an einem von dem Zielort entfern ten Ort grobe bzw. gering detaillierte Kartendaten mit kleinem Maßstab erhalten; und werden an einem Ort nahe dem Zielort de taillierte Kartendaten mit großem Maßstab erhalten. Bei einer Navigation oder Streckenführung ist eine grobe Karte, die einen großen Bereich abdeckt, oder eine Karte mit kleinem Maßstab nützlich an Punkten, die von dem Zielort entfernt liegen, wäh rend eine detaillierte Karte, die einen begrenzten Bereich ab deckt, d. h. eine Karte mit großem Maßstab, an einem Ort nahe dem Zielort nützlich ist. In Übereinstimmung mit der Erfindung sind daher Kartendaten, die an jedem Kartenbeschaffungsort er halten werden, für diesen Ort geeignet und nützlich. Die Kar tendaten werden in Teilen übermittelt, so daß die Menge der zu übermittelnden Daten reduziert wird und die Kommunikation gleichmäßig durchgeführt werden kann. In einem Fahrzeug kann die Kapazität eines Speichers zum Halten von Kartendaten redu ziert werden, weil alte Karten gelöscht werden können, nachdem mit der Benutzung neu erhaltener Karten begonnen wurde.

An jedem Kartenbeschaffungsort wird darüber hinaus ein Karten datenabdeckungs-Übergabebereich benötigt. Daten bezüglich einer Karte mit großem Maßstab werden an einem Punkt nahe dem Zielort erhalten, so daß diese nur einen begrenzten Bereich abdecken können. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Datenmenge pro Einheits bereich um so größer, je größer der Kartenmaßstab ist. Umge kehrt ist die Menge an Kartendaten um so kleiner, je kleiner der von einer Karte abgedeckte Bereich ist. Diese beiden Effek te kompensieren sich, so daß die Menge an Kartendaten nicht sehr stark von dem Maßstab einer Karte abhängt. Dies ist nicht nur im Hinblick auf die Übertragungskapazität, sondern auch im Hinblick auf die Festlegung der Kapazität eines Speichers in einem Fahrzeug bevorzugenswert.

In Übereinstimmung mit der Erfindung können, wie vorstehend ausgeführt, Kartendaten mit einem geeigneten Maßstab auf geeig nete Art und Weise in einem Fahrzeug an einem geeigneten Punkt erhalten werden, und hängt die zu übermittelnde Menge an Kar tendaten nicht sehr stark von dem Maßstab der Karte ab. Daher können nützliche Kartendaten an jedem Punkt entlang des Wegs zu einem Zielort und eine ausreichende Menge an Kartendaten mit einer begrenzten Kommunikationskapazität bzw. Übertragungslei stung und mit einer begrenzten Menge an Speicherkapazität in einem Fahrzeug erhalten werden.
(2) Die Momentanposition-Erfassungseinrichtung kann entweder in einem Fahrzeug oder in der Zentrale installiert sein. Bei der Installation in einem Fahrzeug kann eine Erfassungseinrichtung, die einen Satelliten, eine selbständige Navigation, eine Funk navigation oder eine Kombination aus diesen nutzt, wie bei spielsweise eine GPS-Einrichtung oder ein Gyrosensor, zu bevor zugen sein. Bei der Installation in der Zentrale sollten Ein richtungen zum Erkennen eines Fahrzeugs, etwa entlang den Fahr bahnrändern, installiert sein. Alternativ können das Fahrzeug und die zentralseitigen Einrichtungen eine momentane Position zusammenwirkend erfassen.

Dasselbe gilt für die Zielort-Festlegeeinrichtung. Beispiels weise kann ein Schalter oder eine Toneingabeeinrichtung, mit tels der ein(e) Benutzer(in) seinen/ihren Zielort eingibt, in einem Fahrzeug installiert sein; eine Einrichtung zum automati schen Festlegen eines Zielorts kann zentralseitig installiert sein; oder beide Seiten können einen Zielort zusammenwirkend festlegen.

Die vorstehend genannten Faktoren gelten auch für die Entschei dungseinrichtung zum Entscheiden, ob ein Fahrzeug einen Karten beschaffungsort erreicht hat. Diese Einrichtung kann ebenfalls entweder in einem Fahrzeug oder auf Seiten der Zentrale instal liert sein.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der Erfindung bein haltet eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug die Entscheidungseinrichtung, und fordert die Kartenbeschaffungs einheit die Zentraleinheit auf, Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug den Kartenbeschaffungsort erreicht. Die Zen traleinheit übermittelt Kartendaten in Antwort auf die Auffor derung.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfin dung beinhaltet die Kartenbeschaffungseinheit die Momentanposi tion-Erfassungseinrichtung, und ist die Entscheidungseinheit in der Zentraleinheit enthalten und entscheidet auf der Grundlage von von der Kartenbeschaffungseinheit übermittelten Daten be züglich der momentanen Position, ob das Fahrzeug den Kartenbe schaffungsort erreicht hat. Dieser Gesichtspunkt entspricht ei nem System in Zentralveranlassungsbauart, bei dem die Zen traleinheit Karten nach ihrem eigenen Ermessen übermittelt.
(3) Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner gelöst durch eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug zum Erhalten, über ein Kommunikationsmedium, von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdeckenden Kartendaten von einer Zen traleinheit, gekennzeichnet durch: eine Momentanposition-Er fassungseinrichtung zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung zum Festlegen des Fahrzielorts; eine Aufforderungseinheit zum Auffordern der Zen traleinheit, auf der momentanen Position basierende Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug einen von Kartenbeschaffungs orten, die für jeden Kartendatenmaßstab festgelegt sind, er reicht; und eine Speichereinrichtung zum Speichern der von der Zentraleinheit in Antwort auf die Aufforderung übermittelten Kartendaten. Der Maßstab der Kartendaten entspricht dem anfor dernden Kartenbeschaffungspunkt. Ein Kartenbeschaffungspunkt, an dem Kartendaten mit einem größerem Maßstab erhalten werden, ist derart näher zu dem Zielort liegend festgelegt, daß der Maßstab der Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt er halten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist. Unter diesem Gesichts punkt kann dieselbe Wirkung wie unter (1) erzielt werden.

Bevorzugt werden, nachdem das Fahrzeug in einen durch Kartenda ten mit einem Maßstab, die an dem Kartenbeschaffungsort erhal ten wurden, abgedeckten Bereich eingetreten ist, die zuvor er haltenen Kartendaten mit einem kleineren Maßstab aus der Spei chereinrichtung gelöscht. Es brauchen nur Kartendaten eines oder zweier Maßstäbe gleichzeitig gehalten zu werden, so daß die erforderliche Speicherkapazität zum Halten der Kartendaten verringert werden kann.
(4) Bevorzugt werden eine erfindungsgemäße Kartenbeschaffungs einheit und eine Navigationsvorrichtung zusammen installiert. Insbesondere die folgende Konfiguration ist bevorzugenswert.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird somit ferner gelöst durch eine Navigationsvorrichtung zum Bereitstellen einer Strecken führung unter Verwendung von Kartendaten, die Bereiche hin zu einem Zielort abdecken, gekennzeichnet durch: einen Momentanpo sition-Erfassungsabschnitt zum Erfassen einer momentanen Posi tion; einen Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt zum Er halten von Kartendaten von einer außerhalb liegenden Quelle über ein Kommunikationsmedium; und einen Führungsverarbeitungs abschnitt zum Bereitstellen einer Streckenführung unter Verwen dung von Kartendaten, die durch den Kartendatenbeschaffungs- Verarbeitungsabschnitt erhalten wurden, wobei mit zunehmender Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Maßstab der durch den Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt erhal tenen Kartendaten größer wird, und der Führungsverarbeitungsab schnitt die Kartendaten für die Streckenführung auf die Karten daten mit dem größeren Maßstab, die der Kartenbeschaffungs- Verarbeitungsabschnitt erhalten hat, ändert.

Wie vorstehend unter (1) werden gemäß diesem Gesichtspunkt Kar tendaten mit kleinem Maßstab an von dem Zielort entfernten Punkten und Kartendaten mit größerem Maßstab an dem Zielort nä heren Punkten erhalten. Der Maßstab der für die Streckenführung verwendeten Kartendaten wird langsam größer. An einem von dem Zielort entfernten Punkt werden daher Kartendaten mit kleinem Maßstab für die Streckenführung verwendet. Diese Kartendaten mit kleinem Maßstab können zu grob sein, um den Zielort selbst lokalisieren zu können, aber in der Lage zu sein, ein Fahrzeug in Richtung des Zielorts führen zu können, ist in diesem Zu stand ausreichend. Wenn sich das Fahrzeug dem Zielort nähert, werden Kartendaten mit größerem Maßstab zur Streckenführung herangezogen. Schließlich werden Kartendaten mit einem größeren Maßstab zur Streckenführung verwendet, so daß der Fahrer des Fahrzeugs den Zielort ausfindig machen kann.

In Übereinstimmung mit diesem Gesichtspunkt werden an jedem Punkt entlang des Wegs zu einem Zielort zum Planen einer Route ausreichende Kartendaten erhalten. Insbesondere können, wie un ter (1) beschrieben, erforderliche Kartendaten unter Verwendung einer begrenzten Kommunikationskapazität bereitgestellt werden. Die Zentrale braucht nicht viele Fahrzeuge zu leiten. Natürlich können die Kosten der erforderlichen Speichermedien wie bei spielsweise einer CD-ROM und der zugehörigen Anordnungen redu ziert werden. Daher kann eine preiswerte Navigationsvorrichtung mit einer ausreichenden Streckenführungseignung bereitgestellt werden.

Bei dem obigen Gesichtspunkt kann es für den Führungsverarbei tungsabschnitt zu bevorzugen sein, eine Streckenführung unter Verwendung eines Punkts auf der Karte, der zur Streckenführung als vorläufiger Zielort in Richtung des obigen Zielorts verwen det wird, bereitzustellen. Der Kartenbeschaffungs-Verarbei tungsabschnitt entscheidet dann auf der Grundlage der Entfer nung zwischen der momentanen Position und dem obigen Punkt, ob ein Fahrzeug die Grenze erreicht hat, an der Kartendaten mit einem größeren Maßstab als dem der zu dieser Zeit für die Streckenführung verwendeten Kartendaten erhalten bzw. geholt werden sollten. Mit Kartendaten eines kleinen Maßstabs kann die detaillierte Lage des Zielorts nicht spezifiziert sein. Falls jedoch ein vorläufiger Zielort wie vorstehend beschrieben fest gelegt wird, kann eine Streckenführung zum Führen eines Fahr zeugs in Richtung seines Zielorts bereitgestellt werden. Dieser Gesichtspunkt bietet auch den Vorteil, in der Lage zu sein, für die Streckenberechnung verwendete Daten signifikant zu reduzie ren, weil das Ziel für die Streckenführung auf einen vorläufi gen Zielpunkt beschränkt wird. Die Begrenzung des Ziels führt darüber hinaus zu einem einfachen und schnellen Streckenberech nungsprozeß.

Ein Zielort kann auch in mehreren Stufen festgelegt werden. In Übereinstimmung mit einem nachstehend beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel beispielsweise kann ein Zielort in Übereinstim mung mit einer Adreßhierarchie (Verwaltungsbezirk, Stadt, Stra ße und Adresse) aufgetrennt werden. Zunächst werden nur der Na me des Verwaltungsbezirks festgelegt, ein beliebiger typischer Punkt als vorläufiger Zielort festgelegt und eine Streckenfüh rung zum Führen eines Fahrzeugs in Richtung dieses vorläufigen Zielpunkts bereitgestellt. Wenn sich das Fahrzeug dem Punkt nä hert, wird der Name der Stadt, welche die nächste Hierarchie bzw. Hierarchiestufe ist, festgelegt. Das Festlegen eines Ziel orts in mehreren Stufen erleichtert es einem Benutzer, den Zielort einzugeben so daß der Benutzer die Navigationsvorrich tung leicht bedienen kann. Die vorstehende Beschreibung einer Hierarchie entspricht der japanischen Adreßstruktur, jedoch können Benutzer in einem beliebigen Land Hierarchien, die für die Adreßstruktur in diesem Land geeignet ist, verwenden. In Amerika beispielsweise könnte diese Staat, Kreis, Stadt, Ge meinde, Straße und Adresse beinhalten.

In einer Ausgestaltung des vorstehenden Gesichtspunkts ist eine Adreßtrenneinrichtung vorgesehen zum Trennen einer Zielort adresse mit hierarchischer Struktur in Adreßelemente, die zu unterschiedlichen Hierarchiestufen gehören, wobei mit zunehmen der Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Kar tenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt dann wieder eine Karte entsprechend einem Adreßelement, das zu einer niedrigeren Hier archiestufe gehört, erhält, und wobei ein Kartenmaßstab für je de Hierarchie von Adreßelementen derart festgelegt ist, daß ein Adreßelement einer niedrigeren Hierarchiestufe einem größeren Maßstab entspricht.

Der Führungsverarbeitungsabschnitt stellt eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Um gebung des Zielorts bereit, wobei der vorläufige Zielort ein vorbestimmter Punkt des Adreßelements ist.

Wenn sich die momentane Position dem gegenwärtigen vorläufigen Zielort annähert, erhält der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungs abschnitt eine Karte, die einem Adreßelement der nächstniedri geren Hierarchiestufe entspricht und für eine Streckenführung zu einem vorläufigen Zielort für das Adreßelement der nächst niedrigeren Hierarchiestufe verwendbar ist.

Nachdem eine Karte entsprechend einem Adreßelement der nied rigstmöglichen Hierarchiestufe erhalten wurde, verwendet der Führungsverarbeitungsabschnitt diese Karte, um eine Strecken führung zu dem tatsächlichen Zielort bereitzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungs beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kartenmaß stab und der Datenmenge pro Einheitsbereich und abgedecktem Be reich zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau eines Ausfüh rungsbeispiels des Kartenbereitstellungssystems zeigt;

Fig. 3 eine Übersicht über die Funktionsweise des Systems gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf des Systems gemäß Fig. 2 zeigt;

Fig. 5 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß Fig. 2;

Fig. 6 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß Fig. 2;

Fig. 7 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß Fig. 2;

Fig. 8 ein Betriebsmodell des Systems gemäß Fig. 2;

Fig. 9 eine Ansicht, die die Unterteilung einer Karte für eine Modifikation des Ausführungsbeispiels zeigt; und

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm eines Nebenziel-Festlegeprozesses gemäß der Modifikation nach Fig. 9.

Ein Kartenbereitstellungssystem gemäß einem ersten Ausführungs beispiel des Navigationssystems umfaßt eine Informationszentra le bzw. ein Informationszentrum und eine Kartenbeschaffungsein heit in einem Fahrzeug. Die Kartenbeschaffungseinheit ist ver eint mit einer in dem Fahrzeug angebrachten Navigationsvorrich tung angeordnet. Die Informationszentrale ist Teil einer Infra struktur und stellt eine Form einer Zentraleinheit dar. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau des Kartenbereit stellungssystems zeigt.

Eine in einem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung 1 um faßt eine elektronische Navigationssteuereinheit oder Navigati ons-ECU 3, die die gesamte Vorrichtung steuert. Die Navigati ons-ECU 3 umfaßt einen Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsab schnitt 5 und einen Führungsverarbeitungsabschnitt 7. Der Kar tenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 erhält Kartendaten von einer Informationszentrale unter Verwendung einer Kommunikati onseinheit 9. Der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 führt einen Prozeß wie beispielsweise eine Streckenführung unter Verwendung von durch den Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 er haltenen Kartendaten durch.

Eine GPS-Einheit 11, eine Eingabeeinheit 13, eine Anzeige 15 und ein Lautsprecher 17 sind mit der Navigations-ECU 3 verbun den. Die GPS (Global Positioning System)-Einheit 11 erfaßt eine momentane Position unter Verwendung von Signalen, die von einem Satelliten übermittelt werden, und sendet diese an die Naviga tions-ECU 3. Ein Benutzer gibt verschiedenartige Anweisungen unter Verwendung der Eingabeeinheit 13 in die Navigations-ECU 3 ein. Die Eingabeeinheit 13 kann verschiedenartige Schalter und eine Spracherkennungseinheit beinhalten. Die Anzeige 15 als ei ne Ausgabeeinheit zeigt eine Karte für die Streckenführung an. Die Anzeige 15 zeigt auch ein Bild zur Unterstützung der Bedie nung durch den Benutzer wie beispielsweise derjenigen zum Fest legen eines Zielorts an. Der Lautsprecher 17 gibt auf geeignete Art und Weise eine Sprachführung zum Führen eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer festgelegten Strecke oder Route aus. Zudem gibt der Lautsprecher 17 auf geeignete Art und Weise eine Sprachführung aus, die einen Benutzer auffordert, eine Anwei sung für eine Einheit einzugeben.

Ein Zielortfestlegungsdaten-Speicherabschnitt 19 ist ebenfalls mit der Navigations-ECU 3 verbunden. Der Zielortfestlegungsda ten-Speicherabschnitt 19 speichert eine Adreßliste von ganz Ja pan. Diese Adreßliste hat eine hierarchische Struktur, deren erste Hierarchiestufe aus den Namen den Verwaltungsbezirke be steht. Die zweite Hierarchiestufe besteht aus den Namen der Be zirke, Städte etc.; und die dritte Hierarchiestufe besteht aus den Namen der Straßen, Dörfer etc. Ein in jeder Hierarchiestufe enthaltener Name ist eine Form eines Adreßelements in Überein stimmung mit der Erfindung. (Diese Beschreibung basiert auf der hierarchischen Struktur japanischer Adressen, jedoch sollte die Spezifikation eines Systems bevorzugt den tatsächlichen Gege benheiten jedes Lands entsprechen. In den Vereinigten Staaten beispielsweise sollten Werte für Staat, Kreis, Stadt, Straße, Weg etc. verwendet werden.) Die Adreßliste wird verwendet, wenn ein Zielort festgelegt wird. Zunächst veranlaßt die Navigati ons-ECU 3, daß eine Liste von Verwaltungsbezirken auf der An zeige 15 angezeigt wird. Ein Benutzer wählt einen Verwaltungs bezirk über die Eingabeeinheit 13 aus. Sodann wird eine Liste von Städten und Bezirken in dem ausgewählten Verwaltungsbezirk auf der Anzeige 15 angezeigt. Wenn der Benutzer hier eine Aus wahl getroffen hat, wird danach dann wieder eine Liste von Straßen und Dörfern angezeigt, aus welchen der Benutzer eben falls eine Auswahl trifft. Der Benutzer gibt numerische Werte für die niedrigste Hierarchiestufe ein, wie beispielsweise die Nummer der (japanischen) Chome, die Nummer eines Blocks, etc. Bevorzugt speichert der Zielortfestlegungsdaten-Speicherab schnitt 19 verschiedenartige Einrichtungen ganz Japans mit den diesen zugeordneten Adressen. Wenn ein Benutzer eine derselben auswählt, wird deren Adresse als Zielort festgelegt.

Ein Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 ist ebenfalls mit der Navigations-ECU 3 verbunden. Der Speicherabschnitt für er haltene Karten 21 ist eine Speichereinheit zum Speichern von Kartendaten, die durch den Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsab schnitt 5 erhalten wurden, und beinhaltet einen ersten Spei cherabschnitt 23 und einen zweiten Speicherabschnitt 25. Jeder der Speicherabschnitte 23 und 25 hat eine Kapazität, die groß genug ist, um die erhaltenen Kartendaten aufzunehmen. Die Spei cherabschnitte 23 und 25 speichern abwechselnd aufeinanderfol gend erhaltene Kartendaten. In jedem der Speicherabschnitte 23 und 25 werden gespeicherte Kartendaten gelöscht, bevor oder während neue Kartendaten in denselben geschrieben werden.

Nachstehend wird der Aufbau einer Informationszentrale 30 be schrieben. Ein Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 steuert die gesamte Vorrichtung auf Seiten der Zentrale. Eine Kommunikationseinheit bzw. Datenübertragungseinheit 34 ist mit dem Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 verbunden und wird dazu verwendet, eine Datenkommunikation zwischen einem Fahrzeug und der Seite der Zentrale durchzuführen.

Ein Speicherabschnitt für bereitzustellende (zu verteilende) Karten 36 ist ebenfalls mit dem Kartenbereitstellungs-Verarbei tungsabschnitt 32 verbunden. Der Speicherabschnitt für bereit zustellende (zu verteilende) Karten 36 speichert Kartendaten von ganz Japan. Wie in Fig. 2 gezeigt, speichert der Karten speicherabschnitt 36 Kartendaten in vier Maßstäben. Kartendaten mit dem kleinsten Maßstab von 1 : 160000 decken Informationen be züglich Haupt-Bundesstraßen und Schnellstraßen ab. Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 80000, die Bundesstraßen und Landstra ßen abdecken, Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 25000, die Landstraßen und Gemeindestraßen abdecken, und Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 5000, die Häuser abdecken, sind ebenfalls gespeichert. Wenn eine Anforderung für Kartendaten von einem Fahrzeug übermittelt wird, wird diese von dem Kartenbereitstel lungs-Verarbeitungsabschnitt 32 entgegengenommen. Der Kartenbe reitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 liest die in der Anfor derung spezifizierten Kartendaten aus dem Kartenspeicherab schnitt 36 aus und sendet diese unter Verwendung der Kommunika tionseinheit 34 an das Fahrzeug.

Nachstehend wird die Funktionsweise des durch Fig. 2 veran schaulichten Systems beschrieben. Zunächst wird nachfolgend ei ne Übersicht über den Betriebsablauf unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Ein Anfangs- bzw. Startpunkt einer Streckenfüh rung ist ein Ort, an dem sich ein Fahrzeug fortbewegt, wenn sein Zielort eingegeben wird. Wenn sich ein Fahrzeug seinem Zielort nähert, wird der Maßstab der Kartendaten, die durch die in dem Fahrzeug angebrachte Navigationsvorrichtung erhalten werden, größer. Es sei angenommen, daß die Adresse eines Zielorts Block D, Straße C, Stadt B und Verwaltungsbezirk A lautet. (a) Zunächst werden Kartendaten mit dem kleinsten Maß stab von 1 : 160000, die es einem Fahrzeug ermöglichen, das Ver waltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A zu erreichen, an dessen Start- bzw. Ausgangspunkt erhalten. Diese Kartendaten werden dazu verwendet, eine Streckenführung mit dem Verwal tungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A als Unter- bzw. Ne benziel (entsprechend dem vorläufigen Zielort gemäß der Erfin dung) bereitzustellen. (b) Wenn das Fahrzeug einen Punkt er reicht, der eine vorbestimmte Entfernung zu dem Verwaltungsbe zirkbüro des Verwaltungsbezirks A hat, werden (Bundes- und Landstraßen abdeckende) Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 80000, die für das Fahrzeug notwendig sind, damit dieses das Zentrum der Stadt B erreichen kann, erhalten, und wird eine Streckenführung mit dem Zentrum der Stadt B als Nebenziel be reitgestellt. (c) Auf hierzu vergleichbare Art und Weise werden dann, wenn das Fahrzeug einen Punkt erreicht, der eine vorbe stimmte Entfernung zu dem Zentrum der Stadt B hat, (Landstraßen und Gemeindestraßen) abdeckende Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 25000 erhalten, und wird eine Streckenführung mit der Mitte der Straße C als Nebenziel bereitgestellt. (d) Wenn das Fahrzeug sich der Mitte der Straße C genähert hat, werden Kar tendaten mit einem Maßstab von 1 : 5000 erhalten, die den den Block D umgebenden Bereich abdecken. Diese Häuser abdeckenden Kartendaten werden dazu verwendet, eine Streckenführung bereit zustellen, die es dem Fahrer des Fahrzeugs erlaubt, den Block mit der Nummer D zu erreichen.

Wie vorstehend ausgeführt, ist ein Nebenziel, das festgelegt wird, wenn die jeweiligen Kartendaten verwendet werden, ein be liebiger bzw. frei wählbarer Punkt auf der Karte. Dieser Punkt ist ein vorläufiger Zielort, auf den sich ein Fahrzeug ausrich tet, während es auf seinen Zielort zufährt. Ein Ort, an dem Kartendaten erhalten werden, d. h. ein Ort, der eine vorbestimm te Entfernung von einem Nebenziel hat, wird als Kartenbeschaf fungsort bezeichnet. Ein Kartenbeschaffungsort kann ein beson derer oder bestimmter Punkt oder ein Bereich auf einer Strecke sein. Kartendaten, die in jeder Stufe erhalten werden, beinhal ten den gesamten Bereich eines Zieladreßteils (Verwaltungsbe zirk, Stadt, etc.) in dieser Stufe, so daß daher erhaltene Kar tendaten auch den Zielort abdecken bzw. umfassen.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozeß für die Karten bereitstellung und die Streckenführung wie vorstehend verein facht dargestellt zeigt. Dieser Prozeß beginnt mit der Eingabe eines Zielorts durch einen Benutzer. Wie bei Fig. 3 wird ange nommen, daß die Adresse eines Zielorts Block D, Straße C, Stadt B und Verwaltungsbezirk A lautet. Die Navigations-ECU 3 ermit telt eine Zielorteingabe mittels der Eingabeeinheit 13 (S10) Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 in der Naviga tions-ECU 3 trennt die Adresse des Zielorts auf einer hierar chischen Basis auf. D.h., die Adresse wird in vier Hierarchien oder Hierarchiestufen, Verwaltungsbezirk A, Stadt B, Straße C und Block D, aufgetrennt (S12).

Sodann legt der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 das erste Nebenziel fest (S14). Das erste Nebenziel ist das Verwal tungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A, der ersten Hierar chiestufe der Adresse. Falls jedoch die momentane Position des Fahrzeugs schon in dem Verwaltungsbezirk A liegt, ist das erste Nebenziel das Zentrum der Stadt B, der zweiten Hierarchiestufe der Adresse. Hierzu vergleichbar ist, falls sich das Fahrzeug bereits in der Stadt B befindet, das erste Nebenziel die Mitte der Straße C. Falls das Fahrzeug bereits in der Straße C ist, ist das erste Nebenziel der Block Nummer D. Der nachfolgende Prozeß ist unabhängig von der Hierarchiestufe, der das erste Nebenziel entspricht, derselbe. Stellvertretend hierfür wird eine Erklärung für den Fall gegeben, in dem das erste Nebenziel das Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A ist (die mo mentane Position liegt außerhalb des Verwaltungsbezirks A).

Nachdem das Nebenziel festgelegt ist, ermittelt die Navigati ons-ECU 3, welche Ebene von Kartendaten erforderlich ist, um eine Streckenführung zu dem Nebenziel bereitstellen zu können (S16). In diesem Ausführungsbeispiel sind die Hierarchiestufen einer Adresse dem Kartenmaßstab zugeordnet. Die erste Hierar chiestufe (Verwaltungsbezirk), die zweite Hierarchiestufe (Kreis und Stadt), die dritte Hierarchiestufe (Straße und Dorf bzw. Stadtteil) und die vierte Hierarchiestufe (Blocknummer) sind jeweils Karten mit Maßstäben von 1 : 160000, 1 : 80000, 1 : 25000 und 1 : 5000 zugeordnet. Auf der Grundlage dieser Zuord nung wird ermittelt, daß, falls das Nebenziel das Verwaltungs bezirkbüro des Verwaltungsbezirks A ist, Kartendaten mit dem Maßstab von 1 : 160000, die den Verwaltungsbezirk A (das Verwal tungsbezirkbüro) und die momentane Position abdecken, benötigt werden.

Auf der Grundlage der Ermittlung in Schritt S16 erhält bzw. holt der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 die erfor derlichen Kartendaten unter Verwendung der Kommunikationsein heit 9 (S18). Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 übermittelt der Informationszentrale 30 eine Anforderung, die die benötigten Karten spezifiziert. Diese Anforderung zeigt, daß eine Karte mit dem Maßstab von 1 : 160000, die die momentane Position und den Verwaltungsbezirk A abdeckt, benötigt wird. Der Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 in der In formationszentrale 30, der die Anforderung entgegengenommen hat, liest aus dem Speicherabschnitt für bereitzustellende Kar ten 36 die in der Anforderung spezifizierten Kartendaten aus und übermittelt diese unter Verwendung der Kommunikationsein heit 34 an das Fahrzeug. Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungs abschnitt 5 schreibt die von der Informationszentrale 30 emp fangenen Kartendaten in den ersten Speicherabschnitt 23 oder den zweiten Speicherabschnitt 25 des Speicherabschnitts für er haltene Kartendaten 21.

Der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 verwendet die in Schritt S18 erhaltenen Daten zum Suchen und Ermitteln der optimalen Strecke zu dem in Schritt S14 festgelegten Nebenziel (S20). Die Streckenauswahl kann mittels einem normalen Verfahren wie bei spielsweise einem Verfahren nach Dijkstra erfolgen. In diesem Fall sollten Daten wie beispielsweise Haupt-Bundesstraßen dazu verwendet werden, eine Strecke zu dem Verwaltungsbezirkbüro, welches ein typischer oder kennzeichnender Punkt des Verwal tungsbezirks A ist, auszuwählen. Daher ist eine viel kleinere Datenmenge für die Streckensuche notwendig und kann ein Berech nungsprozeß für die Streckensuche vereinfacht werden.

Der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 verwendet die ermittelte optimale Strecke für die Bereitstellung einer Streckenführung (S22). Eine Karte mit einem Maßstab von 1 : 160000, die in Schritt S18 erhalten wurde, wird auf der Anzeige 15 angezeigt. Diese Karte deckt den Ausgangspunkt und den Verwaltungsbezirk A ab, und die ausgewählte Strecke zu dem Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A wird anders als andere Straßen ange zeigt. Ein Anzeigebeispiel einer Informationskarte ist in Fig. 5 gezeigt. Der Benutzer kann sein Fahrzeug unter Verwendung der Informationskarte in Richtung des Verwaltungsbezirks A steuern.

Auf der Grundlage eines Ausgangssignals der GPS-Einheit 11 er mittelt der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5, ob das Fahrzeug sich dem Nebenziel genähert hat (S24). Wie vorstehend ausgeführt, ist ein Kartenbeschaffungsort in einer vorbestimm ten Entfernung von dem Nebenziel festgelegt. Bevor das Fahrzeug diesen Kartenbeschaffungsort erreicht, führt eine Ermittlung in Schritt S24 zu dem Ergebnis "Nein", so daß die Informationskar te in Schritt S22 angezeigt wird.

Wenn das Fahrzeug den Kartenbeschaffungspunkt erreicht hat und die Ermittlung in Schritt S24 zu dem Ergebnis "Ja" geführt hat, kehrt der Prozeß zu Schritt S14 zurück und wird das nächste Ne benziel festgelegt. In diesem Beispiel ist das nächste Neben ziel das Zentrum der Stadt B. Der nachfolgende Prozeß ist im Prinzip derselbe wie derjenige, der ausgeführt wurde, als das Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A Nebenziel war. In Schritt S16 wird ermittelt, daß die Stadt B abdeckende Kar tendaten mit einem Maßstab von 1 : 80000 benötigt werden. Diese Karte kann den Kartenbeschaffungsort selbst enthalten oder nicht. Kartendaten, die den Kartenbeschaffungsort selbst nicht enthalten, werden in einer früheren Stufe erhalten. Wenn das Fahrzeug in den durch die erhaltenen Kartendaten abgedeckten Bereich eingetreten ist, beginnt die Verwendung dieser Karte. In Schritt S18 informiert das Fahrzeug die Informationszentrale 30, daß eine Karte mit einem Maßstab von 1 : 80000, die die Stadt B abdeckt, benötigt wird, und es werden in Antwort hierauf Kar tendaten übermittelt. Eine Streckenberechnung zum Erreichen des Zentrums der Stadt B (Schritt S20) und eine Anzeige einer In formationskarte (S22) werden unter Verwendung der übermittelten Kartendaten durchgeführt. Ferner führt dann, wenn das Fahrzeug den nächsten Kartenbeschaffungsort erreicht, die Ermittlung in Schritt S24 zu dem Ergebnis "Ja", kehrt der Prozeß zu Schritt S14 zurück, und wird das nächste Nebenziel (Mitte der Straße C) festgelegt. Der nachfolgende Prozeß ist derselbe wie der oben beschriebene, so daß die Beschreibung nicht wiederholt zu wer den braucht.

Die vierte Hierarchiestufe der Adresse ist der Block D, so daß der Zielort selbst als viertes Nebenziel festgelegt wird. In Schritt S18 wird eine Karte mit einem den Block D abdeckenden Maßstab von 1 : 5000 erhalten. Diese Kartendaten zeigen einzelne Gebäude an und werden dazu verwendet, eine Streckenführung be reitzustellen derart, daß das Fahrzeug seinen Zielort erreichen kann. Es war bisher schwierig im Hinblick auf die Kapazität, Häuser zeigende Kartendaten auf einem herkömmlichen Speicherme dium wie beispielsweise einer CD-ROM zu speichern. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel jedoch können Häuser zeigende Kartendaten über ein Kommunikationsmedium dazu verwendet werden, eine Streckenführung bereitzustellen.

Beispiele einer Streckeninformationsanzeige in Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel sind in Fig. 5 bis 7 gezeigt. In Fig. 5 ist eine Karte mit dem größten Maßstab dargestellt, und der Sitz des Verwaltungsbezirkbüros in dem Verwaltungsbezirk A (Aichi) ist ein Nebenziel. In Fig. 6 ist eine Karte, die die Stadt B (Okazaki) abdeckt, nachdem das Fahrzeug sich dem Ver waltungsbezirk A genähert hat, dargestellt. Und in Fig. 7 ist eine Karte, die die Straße C abdeckt und erhalten wurde, nach dem das Fahrzeug sich dem Zentrum der Stadt C genähert hat, dargestellt.

In Fig. 8 ist die Funktionsweise des vorstehenden Systems mo dellhaft gezeigt. An einem Startpunkt am linksseitigen Ende der Fig. 8 wird eine Karte mit einem Maßstab von 1 : 160000 (Karte A), die den Startpunkt und ein Verwaltungsbezirkbüro, d. h. ein Nebenziel, abdeckt, erhalten. Diese Karte wird dazu verwendet, mit der Streckenführung zu beginnen.

Die Streckenführung zwischen dem Startpunkt und durch die Karte A abgedeckten Hauptstraßen (Haupt-Bundesstraßen und Schnell straßen) kann jedoch nicht unter Verwendung der Karte A bereit gestellt werden. Die Streckenführung für diesen Teil wird wie folgt bereitgestellt. Der Startpunkt ist im allgemeinen äquiva lent zu dem Zielort der vorangehenden Streckenführung. Daher sind die zuletzt erhaltenen Kartendaten diejenigen mit einem Maßstab von 1 : 5000, weil die vorangehende Streckenführung in dem Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 in dem Fahrzeug gehalten wird. Diese Kartendaten werden dazu verwendet, eine Streckenführung zu den Hauptstraßen bereitzustellen. Falls es unmöglich ist, eine Streckenführung zu den Hauptstraßen unter Verwendung nur der Kartendaten mit einem Maßstab von 1 : 5000 be reitzustellen, werden Kartendaten mit einem kleineren Maßstab von der Informationszentrale 30 geholt. Dieser Prozeß ist der selbe wie derjenige, der durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug sich seinem Zielort angenähert hat. Der Startpunkt kann sich jedoch von dem Zielort der vorangehenden Streckenführung unter scheiden. In diesem Fall können die in dem Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 gespeicherten Kartendaten nicht verwen det werden, so daß daher eine neue Karte, die den Bereich um den Anfangspunkt abdeckt, geholt wird.

Wie in Fig. 8 gezeigt, wird für einige Zeit, nachdem die Fahrt begonnen hat, die Streckenführung mit der Karte A bereitge stellt. Während dieser Zeit hält der Speicherabschnitt für er haltene Karten 21 in dem Fahrzeug die Karte A. Es sei angenom men, daß die Karte A in dem ersten Speicherabschnitt 23 gehal ten wird. Falls sich das Fahrzeug in Richtung eines Verwal tungsbezirkbüros, d. h. eines Nebenziels, bewegt, wird es einen Ort erreichen, an dem die Karte B (mit einem Maßstab von 1 : 80000) erhalten wird. Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsab schnitt 5 in dem Fahrzeug fordert die Informationszentrale 30 auf, die Karte B zu übermitteln, und erhält die von der Infor mationszentrale 30 übermittelte Karte B. Die Karte B wird in den zweiten Speicherabschnitt 25 in dem Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 geschrieben. In diesem Fall wird die Karte in dem ersten Speicherabschnitt 23 gehalten; und wird die Karte B in dem zweiten Speicherabschnitt 25 gehalten.

Wie in Fig. 8 gezeigt, wird der Bereich nahe der Stelle, an der das Fahrzeug die Karte B erhalten hat, durch die Karte B nicht abgedeckt. Daher wird die Streckenführung mit der Karte A fort gesetzt. Wenn ermittelt wird, daß das Fahrzeug tatsächlich in den durch die Karte B abgedeckten Bereich eingetreten ist, wechselt der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 in der Navigati ons-ECU 3 die für die Streckenführung verwendete Karte. Die Karte B wird aus dem zweiten Speicherabschnitt 25 ausgelesen und zur Streckenführung und die Informationsanzeige herangezo gen. Wie unten in Fig. 8 gezeigt, wird dann, wenn das Fahrzeug in den durch die Karte B abgedeckten Bereich eingetreten ist, die nicht länger benötigte Karte A aus dem ersten Speicherab schnitt 23 gelöscht. Das Zentrum der Stadt B wird als Nebenziel für die Streckenführung mit der Karte B festgelegt. Wie in Fig. 8 gezeigt, weicht diese festgelegte Strecke von der ersten Strecke ab und verläuft in Richtung des Zentrums der Stadt B.

Wenn sich das Fahrzeug dem Zentrum der Stadt B nähert, wird es den nächsten Kartenbeschaffungspunkt erreichen. Der Kartenbe schaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 holt die Karte C, die die Mitte der Straße C abdeckt. Die Karte C wird in den ersten Speicherabschnitt 23 geschrieben, in dem die Karte A gespei chert war. Hierzu vergleichbar wird dann, wenn sich das Fahr zeug der Mitte der Straße C nähert, die Karte D (mit einem Maß stab von 1 : 5000) geholt und in den zweiten Speicherabschnitt 25 geschrieben. Die Streckenführung wird bereitgestellt, bis das Fahrzeug seinen Zielort erreicht.

In diesem Ausführungsbeispiel werden, wie vorstehend ausge führt, dann, wenn sich ein Fahrzeug seinem Ziel- oder Bestim mungsort nähert, Kartendaten mit einem größeren Maßstab auf ge eignete und richtige Art und Weise erhalten. Es braucht keine große Anzahl von Karten gleichzeitig erhalten bzw. geholt zu werden, da immer, sogar mit begrenzter Kommunikationskapazität, ausreichend Kartendaten erhalten werden können. Da nur die Kar tendaten, die an jedem Punkt benötigt werden, in einem Fahrzeug gehalten werden, braucht kein Speicher mit großer Kapazität in einem Fahrzeug installiert zu werden. Ferner können Kartendaten Stück für Stück in Teilen geholt werden, und eine geeignete Streckenführung und Informationsanzeige kann noch immer in dem Fahrzeug durchgeführt werden.

Als nächstes werden verschiedenartige Modifikationen dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
(1) Das Kartenbereitstellungssystem kann auf eine Konfiguration modifiziert werden, bei der die Zentrale von sich aus Daten übermittelt. Beispielsweise übermittelt die Navigations-ECU 3 in der in dem Fahrzeug eingebauten Navigationsvorrichtung 1 zu nächst an einem Startpunkt eine momentane Position und einen Zielort an die Informationszentrale 30, und übermittelt später zu einer beliebigen Zeit eine aktuelle Position. Der Kartenbe reitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 in der Informationszen trale 30 überwacht die momentane Position des Fahrzeugs und er mittelt, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht hat. Wenn das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht, liest der Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 ge eignete Kartendaten aus dem Speicherabschnitt für die bereitzu stellende (zu verteilende) Karte 36 aus und übermittelt diese Daten an das Fahrzeug. Die Navigations-ECU 3 verwendet die er haltenen Kartendaten dazu, die Streckenführung bereitzustellen. Bei dieser Modifikation werden noch immer dieselben Vorteile wie vorstehend beschrieben erzielt.
(2) In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Nebenziel auf der Grundlage jeder Hierarchiestufe einer Adresse festgelegt. Ein Nebenziel für die erste Hierarchiestufe kann ein Verwaltungsbe zirkbüro sein, während ein Nebenziel für die zweite Hierarchie stufe das Zentrum einer Stadt oder eines Kreises sein kann. Wie jedoch aus Fig. 9 ersichtlich ist, wird dann, wenn eine große Entfernung zwischen dem Sitz des Verwaltungsbezirkbüros im Ver waltungsbezirk A und dem Zentrum der Stadt B vorhanden ist, das Festlegen des Verwaltungsbezirkbüros als Nebenziel zu einem großen Umweg führen. In Anbetracht von Situationen wie dieser, in welchen die Strecke zu einem Nebenziel für eine Hierarchie stufe in nachteiliger Weise durch ein Nebenziel für eine höhere Hierarchiestufe beeinflußt wird, ist es zu bevorzugen, daß die nachfolgende Konfiguration herangezogen wird. In dieser Modifi kation wird eine detailliertere Klassifikation als diejenige, die auf der Adreßhierarchie basiert, verwendet. In dem Beispiel gemäß Fig. 9 wird der Verwaltungsbezirk A in drei Bereiche un terteilt: Ost, Zentral und West, und wird ein Nebenziel in je dem Bereich vorbestimmt. Sodann wird ein Nebenziel in dem Be reich, zu dem die Stadt B gehört, als Nebenziel für die erste Hierarchiestufe festgelegt.

Fig. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozeß zeigt, der durchgeführt wird, wenn diese Modifikation auf das Festlegen eines Nebenziels in Schritt S14 gemäß Fig. 4 angewandt wird. Zunächst werden Bereiche, die in einer Zielhierarchie (bei spielsweise einem Verwaltungsbezirk) enthalten sind, geholt (S30). Sodann wird ermittelt, welcher der in Schritt S30 erhal tenen Bereiche einen Punkt (Stadt) entsprechend der direkt niedrigeren Hierarchiestufe einer Adresse abdeckt, ermittelt (S32). Der in Schritt S32 ermittelte Abdeckungsbereich wird er halten (S34), und ein typischer Punkt in dem Abdeckungsbereich wird als Nebenziel festgelegt (S36).

Es wird ebenfalls zu bevorzugen sein, daß unter Berücksichti gung der Geographie eines Verwaltungsbezirks und der Lage eines Verwaltungsbezirkbüros innerhalb des Verwaltungsbezirks diese Modifikation nur auf solche Bereiche des Verwaltungsbezirks an gewandt wird, in welchen dies notwendig ist. Alternativ kann die Anwendung dieser Modifikation von der Beziehung zwischen einer momentanen Position des Fahrzeugs und dem Verwaltungsbe zirk abhängig sein.

Darüber hinaus kann diese Modifikation auf das Festlegen eines Nebenziels nicht nur für die erste Hierarchiestufe (Verwal tungsbezirk) angewandt werden, wie in dem obigen Beispiel, son dern auch für andere Hierarchiestufen (Stadt und Straße).
(3) In dem ersten Ausführungsbeispiel ist es für ein Fahrzeug möglich, sich einem Nebenziel für eine niedrigere Hierarchie stufe zu nähern, bevor es sich einem Nebenziel für eine höhere Hierarchiestufe nähert. Beispielsweise könnte dies entlang ei ner Küstenlinie geschehen, wo eine Karte unregelmäßig unter teilt ist. In einem solchen Fall kann die Bereitstellung von Kartendaten mit einem der höheren Hierarchiestufe entsprechen den Maßstab weggelassen werden. D.h., wenn ein Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt für die niedrigere Hierarchiestufe frü her als denjenigen für die höhere Hierarchiestufe erreicht hat, wird die Bereitstellung von Kartendaten für die höhere Hierar chiestufe übersprungen und werden Kartendaten mit einem der niedrigeren Hierarchiestufe entsprechenden Maßstab unmittelbar erhalten.
(4) In einer weiteren Modifikation kann ein(e) Benutzer(in) seinen oder ihren Zielort in Teilen eingeben. An einem Start punkt zeigt die Navigations-ECU 3 auf der Anzeige 15 ein Bild an, das einen Benutzer auffordert, nur den Namen des Verwal tungsbezirks einzugeben. Ferner wird eine Sprachführung zur An forderung der Eingabe über den Lautsprecher 17 ausgegeben. In Antwort auf die Aufforderung gibt der Benutzer den Namen des Verwaltungsbezirks unter Verwendung einer manuellen Eingabe oder einer Spracheingabe ein. Falls der Benutzer "Verwaltungs bezirk A" eingibt, dann wird das Verwaltungsbezirkbüro des Ver waltungsbezirks A als erstes Nebenziel festgelegt und der Pro zeß gemäß Schritten S16 bis S24 nach Fig. 4 durchgeführt.

Wenn sich das Fahrzeug dem Verwaltungsbezirk A nähert und einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht, wird der Benutzer aufgefor dert, den Namen einer Stadt oder eines Kreises, der nächsten Hierarchiestufe einer Adresse, einzugeben. Dies wird auch durch die Anzeige 15 und den Lautsprecher 17 angefordert. Falls der Benutzer "Stadt B;" eingibt, wird das Zentrum der Stadt B als Nebenziel festgelegt, werden Kartendaten geholt und wird eine Streckenführung bereitgestellt. Dieselbe Prozedur wird auf die verbleibenden niedrigeren Hierarchiestufen angewandt. D.h., nachdem das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungsort erreicht, wird eine Anweisung zum Festlegen des nächsten Nebenziels ausge führt.

Diese Modifikation kann die Anzahl der durch eine(n) Benut zer(in) zum Festlegen seines/ihres Zielorts durchzuführenden Prozeduren verringern. D.h. die Mühe des Festlegens eines Ziel orts über viele Eingabestufen gleichzeitig wird beseitigt, so daß ein Benutzer in die Lage versetzt wird, die Navigationsvor richtung leichter zu bedienen. Darüber hinaus wird eine mündli che Eingabe durch einen Benutzer beschränkt. Die erste Eingabe beispielsweise wird auf den Namen des Verwaltungsbezirks be schränkt. Die Spracheingabe durch den Benutzer an dem nächsten Kartenbeschaffungsort wird auf den Namen einer Stadt oder eines Kreises, der zu der höheren Hierarchiestufe gehört, beschränkt. Eingabeworte und Vokabular (Ortsnamen), die mit diesen in Über einstimmung zu bringen sind, werden in einem Spracheingabe- Übereinstimmungsprozeß beschränkt, so daß die Genauigkeit der Spracherkennung erhöht wird.
(5) In der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels wurden ein Verwaltungsbezirkbüro oder das Zentrum einer Stadt als Ne benziel festgelegt. Jedoch sind Nebenziele natürlich nicht auf diese Definitionen beschränkt, sondern können ein beliebiger Punkt in einem bestimmten Bereich sein. Ein Nebenziel kann bei spielsweise eine Kreuzung von Schnellstraßen sein; in der Pra xis ist es sogar zu bevorzugen, daß die Streckenführung durch vorzugsweise Auswählen einer Schnellstraße durchgeführt wird.

Kartendaten werden üblicherweise in viele quadratische Ab schnitte unterteilt. Der Mittenpunkt eines solchen quadrati schen Abschnitts kann als Nebenziel festgelegt werden. Alterna tiv kann einer der vier Eckpunkte (bevorzugt der der momentanen Position des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Kartenbereitstellung nächstliegende) dieses quadratischen Abschnitts als Nebenziel festgelegt werden.
(6) In der vorstehenden Beschreibung erhält die in dem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung 1 von der Informationszentrale 30 Kartendaten aller vier Maßstäbe. Die Erfindung kann je doch auch auf Kartendaten nur einiger Maßstäbe angewandt wer den. In diesem Fall werden Kartendaten mit den anderen Maßstä ben in dem Fahrzeug vorbereitet bzw. erstellt. Beispielsweise ist eine Kartenspeichereinheit mit einem Speichermedium wie beispielsweise einer CD-ROM in der in dem Fahrzeug eingebauten Navigationsvorrichtung enthalten. Dieses Speichermedium spei chert Kartendaten mit kleinem Maßstab (beispielsweise 1 : 160000). Die Navigations-ECU 3 liest aus dem Speichermedium die Kartendaten mit dem kleinen Maßstab aus und verwendet die se. Kartendaten mit einem größeren Maßstab (1 : 80000, 1 : 25000 und 1 : 5000) als der von auf dem Speichermedium gespeicherten Kartendaten werden von der Informationszentrale 30 erhalten. Ein Kartenspeichermedium in einem Fahrzeug kann auch Kartenda ten mit zwei oder mehr Maßstäben speichern.
(7) In der vorstehenden Beschreibung beinhalten zu übermitteln de Kartendaten Daten für die Kartenanzeige und für die Strecken berechnung. Demgegenüber ist es möglich, daß nur Daten für die Kartenanzeige von der Informationszentrale 30 erhalten wer den, und daß Daten für die Streckenberechnung vorab in dem Fahrzeug vorbereitet werden.
(8) Während in der vorstehenden Beschreibung die Streckenbe rechnung in dem Fahrzeug durchgeführt wird, so daß keine Not wendigkeit besteht, die Streckenberechnung in der Informations zentrale 30 durchzuführen, und dadurch die Last auf Seiten der Zentrale verringert wird, ist die Erfindung nicht auf eine der artige Konfiguration beschränkt. Falls die Zentrale eine aus reichende Datenverarbeitungskapazität hat, kann die Zentrale die Streckenberechnung durchführen. Die Berechnungsergebnisse werden dann zusammen mit einer Karte an das Fahrzeug übermit telt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, erhält eine in einem Fahrzeug eingebaute Kartenbereitstellungsvorrichtung 1 Karten A bis D unterschiedlicher Maßstäbe von einer Informationszentrale 30.

Die Karte A mit einem kleinen Maßstab, der eine große Fläche abdeckt, wird an einem Startpunkt fern von einem Zielort erhal ten und dazu verwendet, eine Streckenführung bereitzustellen. Wenn sich das Fahrzeug dem Zielort nähert, erreicht es einen Kartenbeschaffungspunkt, an dem die Karte B mit einem größeren Maßstab erhalten wird. Mit weiterer Annäherung des Fahrzeugs an den Zielort wird eine Karte mit einem nochmals größeren Maßstab erhalten. Es werden Kartendaten mit einem Maßstab, der für je den Ort entlang des Wegs zu dem Zielort geeignet ist, erhalten. Da zu keinem Zeitpunkt eine große Datenmenge übermittelt wird, können ausreichende Kartendaten mit einer begrenzten Kommunika tionskapazität und einem Speicher mit kleiner Kapazität erhal ten werden.

Claims

1. Kartenbereitstellungssystem, umfassend eine Zentralein heit (30) und eine Kartenbeschaffungseinheit (3, 5) in einem Fahrzeug, die über ein Kommunikationsmedium (9, 24) verbunden sind, zum Erhalten von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdecken den Kartendaten von der Zentraleinheit (30), gekennzeichnet durch:
eine zentralseitige Kartenspeichereinrichtung (36), die in der Zentraleinheit (30) angeordnet ist und Kartendaten mit un terschiedlichen Maßstäben speichert;
eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) zum Er fassen der momentanen Position des Fahrzeugs;
eine Zielort-Festlegeeinrichtung (13, 15, 17) zum Festle gen des Fahrzielorts des Fahrzeugs;
eine Entscheidungseinrichtung (3) zum Entscheiden auf der Grundlage der erfaßten momentanen Position, ob das Fahrzeug ei nen Kartenbeschaffungspunkt, der für die Kartendaten jedes Maß stabs individuell festgelegt ist, erreicht hat;
wobei ein Kartenbeschaffungspunkt, an dem Kartendaten mit einem größerem Maßstab erhalten werden, derart näher zu dem Zielort liegend festgelegt ist, daß der Maßstab der Kartenda ten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in be zug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist; und
die Zentraleinheit (30) auf der Grundlage einer Entschei dung der Entscheidungseinrichtung (3) die Kartendaten für die Kartenbeschaffungseinheit (5) mit einem Maßstab übermittelt, der dem Kartenbeschaffungspunkt, den das Fahrzeug erreicht hat, entspricht.

2. Kartenbereitstellungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entscheidungseinrichtung (3) in der Kartenbeschaf fungseinheit (3, 5) in dem Fahrzeug enthalten ist, und
die Kartenbeschaffungseinheit (3, 5) die Zentraleinheit (30) auffordert, Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug den Kartenbeschaffungspunkt erreicht.

3. Kartenbereitstellungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) in der Kartenbeschaffungseinheit (3, 5) enthalten ist, und
die Entscheidungseinheit in der Zentraleinheit (30) ent halten ist und auf der Grundlage von von der Kartenbeschaf fungseinheit (3, 5) übermittelten Daten bezüglich der momenta nen Position entscheidet, ob das Fahrzeug den Kartenbeschaf fungspunkt erreicht hat.

4. Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug zum Erhal ten, über ein Kommunikationsmedium (9, 24), von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdeckenden Kartendaten von einer Zentralein heit (30), gekennzeichnet durch:
eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) zum Er fassen der momentanen Position des Fahrzeugs;
eine Zielort-Festlegeeinrichtung (13, 15, 17) zum Festle gen des Fahrzielorts;
eine Anforderungseinheit (3) zum Auffordern der Zentral einheit (30), auf der momentanen Position basierende Kartenda ten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungs punkt, der für Kartendaten jedes Maßstabs individuell festge legt ist, erreicht; und
eine Speichereinrichtung (21) zum Speichern der von der Zentraleinheit (30) in Antwort auf die Aufforderung übermittel ten Kartendaten,
wobei ein Kartenbeschaffungspunkt, an dem Kartendaten mit einem größerem Maßstab erhalten werden, derart näher zu dem Zielort liegend festgelegt ist, daß der Maßstab der Kartenda ten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in be zug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist.

5. Kartenbeschaffungseinheit nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß, nachdem das Fahrzeug in einen durch Karten daten mit einem Maßstab, die an dem Kartenbeschaffungspunkt er halten wurden, abgedeckten Bereich eingetreten ist, die zuvor erhaltenen Kartendaten mit einem kleineren Maßstab aus der Speichereinrichtung (21) gelöscht werden.

6. Navigationsvorrichtung zum Bereitstellen einer Strecken führung unter Verwendung von Kartendaten, die Bereiche hin zu einem Zielort abdecken, gekennzeichnet durch:
einen Momentanposition-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfas sen einer momentanen Position;
einen Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) zum Erhalten von Kartendaten von einer außerhalb liegenden Quelle (3) über ein Kommunikationsmedium (9, 24); und
einen Führungsverarbeitungsabschnitt (7) zum Bereitstellen einer Streckenführung unter Verwendung von Kartendaten, die durch den Kartendatenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) erhalten wurden, wobei
mit zunehmender Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Maßstab der durch den Kartenbeschaffungs-Verarbei tungsabschnitt (5) erhaltenen Kartendaten größer wird, und
der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) die Kartendaten für die Streckenführung auf die Kartendaten mit dem größeren Maß stab, die der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) er halten hat, ändert.

7. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Umgebung des Zielorts bereitstellt, wobei der vor läufige Zielort ein vorbestimmter typischer Punkt auf einer ge genwärtig verwendeten Streckenführungskarte ist.

8. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) auf der Grundlage der Entfernung zwischen der momentanen Posi tion und dem vorläufigen Zielort entscheidet, ob ein Fahrzeug einen Punkt erreicht hat, an dem Kartendaten mit einem größeren Maßstab als dem der zu dieser Zeit für die Streckenführung ver wendeten Kartendaten erhalten werden sollten.

9. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Adreßtrenneinrichtung zum Trennen einer Zielort adresse mit hierarchischer Struktur in Adreßelemente, die zu unterschiedlichen Hierarchien gehören, wobei mit zunehmender Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Kartenbe schaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) dann wieder eine Karte entsprechend einem Adreßelement, das zu einer niedrigeren Hier archie gehört, erhält, und wobei ein Kartenmaßstab für jede Hierarchie von Adreßelementen derart festgelegt ist, daß ein niedrigeres Adreßelement einem größeren Maßstab entspricht.

10. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Umgebung des Zielorts bereitstellt, wobei der vor läufige Zielort ein vorbestimmter Punkt des Adreßelements ist.

11. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß dann, wenn sich die momentane Position dem gegenwärtigen vorläufigen Zielort annähert, der Kartenbeschaf fungs-Verarbeitungsabschnitt (5) eine Karte erhält, die einem Adreßelement der nächstniedrigeren Hierarchie entspricht und für eine Streckenführung zu einem vorläufigen Zielort für das Adreßelement der nächstniedrigeren Hierarchie verwendbar ist.

12. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß, nachdem eine Karte entsprechend einem Adreßelement der niedrigstmöglichen Hierarchie erhalten wurde, der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) diese Karte verwendet, um eine Streckenführung zu dem tatsächlichen Zielort bereitzu stellen.