DE19831099B4

DE19831099B4 - Kartenbereitstellungssystem, Kartenbeschaffungseinheit und Navigationsvorrichtung mit Kartenbeschaffungseinheit

Info

Publication number: DE19831099B4
Application number: DE19831099.4A
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: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: JP3496464B2; US6061003A; DE19831099A1; JPH1138870A

Abstract

Kartenbereitstellungssystem, umfassend eine Zentraleinheit (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 abdeckenden Kartendaten von der Zentraleinheit (30), gekennzeichnet durch:
eine zentralseitige Kartenspeichereinrichtung (36), die in der Zentraleinheit (30) angeordnet ist und Kartendaten mit unterschiedlichen Maßstäben speichert;
eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs;
eine Zielort-Festlegeeinrichtung (13, 15, 17) zum Festlegen des Fahrzielorts des Fahrzeugs;
eine Entscheidungseinrichtung (3) zum Entscheiden auf der Grundlage der erfassten momentanen Position, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt, der für die Kartendaten jedes Maßstabs 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 Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist; und
die Zentraleinheit (30) auf der Grundlage einer Entscheidung der Entscheidungseinrichtung (3) die Kartendaten für die Kartenbeschaffungseinheit (5) mit einem Maßstab übermittelt, der dem Kartenbeschaffungspunkt, den das Fahrzeug erreicht hat, entspricht.

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 Zentraleinheit Kartendaten, die für eine Navigation geeignet sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Navigationsvorrichtung mit einem Mittel zum Erhalten von Kartendaten von der Zentraleinheit.
Eine in einem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung ist eine bekannte elektronische Einrichtung, die Kartendaten verwendet. 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 aufgezeichnete 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 Kartendatenbeschaffungseinheit in einer Navigationsvorrichtung zu installieren, und die Kartenbeschaffungseinheit Kartendaten von außerhalb empfangen 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 erforderlich sind. Dieses System bietet den Vorteil, in der Lage zu sein, detaillierte Karten zu verwenden, die nicht vollständig 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 reagieren 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 Patentveröffentlichung JP H08-285613 A erhält eine tragbare Datenstation über eine Übertragungsleitung Kartendaten von einer Zentraleinheit. Diese tragbare Datenstation wird von dem Benutzer mitgeführt und übermittelt an die Zentraleinheit Information über die Lage eines Anfangs- oder Startpunkts und eines Zielorts. Die Zentraleinheit legt eine Strecke zu dem Zielort fest und übermittelt eine Karte, die eine berechnete Strecke abdeckt, an die Datenstation.
Da ein Kartenbeschaffungssystem eine begrenzte Übertragungskapazität, 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 Anordnung wirkungsvoll die vorstehenden Anforderungen erfüllen.
In einem System gemäß der obigen Veröffentlichung beispielsweise 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 beendet 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 Speichermediums, wie beispielsweise einer CD-ROM, und der in Bezug zu diesem stehenden Anordnungen durch Installieren einer Kartenbeschaffungseinheit verringert werden, welches zu einer preiswerten Navigationsvorrichtung führen kann. In bereits vorgeschlagenen Systemen einschließlich dem der obigen Veröffentlichung wird jedoch angenommen, dass eine Zentraleinheit eine Strecke zu einem Zielort festlegt, weil Kartendaten für die Streckenführung nicht im Fahrzeug bereitgestellt sind. Die Zentraleinheit muss die Berechnung einer Strecke für jedes von einer Vielzahl von Fahrzeugen durchführen, woraus eine hohe Belastung der Zentraleinheit resultiert. Um diese Belastung zu verringern, 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 Übertragungskapazität. Daher sollte ein Fahrzeug in der Lage sein, eine Strecke durch Empfangen einer geeigneten Datenmenge zu berechnen.
Weiterer Stand der Technik ist beispielsweise bekannt aus Dokument JP H09-166450 A , JP H04-123084 A Dokument und Dokument JP H07-318358 A .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kartenbereitstellungssystem zu schaffen, das auf geeignete Art und Weise nützliche Kartendaten an jedem Punkt entlang des Wegs zu einem Zielort ermitteln kann, so dass eine ausreichende Menge an Kartendaten mit einer begrenzten Übertragungskapazität und einer begrenzten Menge an Speicherkapazität in einem Fahrzeug erhalten werden kann.
Darüber hinaus soll die Erfindung eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug bereitstellen, die mit einem solchen Kartenbereitstellungssystem anwendbar ist.
Ferner soll die Erfindung eine Navigationsvorrichtung bereitstellen, die mit einer verbesserten Kartenbeschaffungseinheit ausgerüstet ist und eine korrekte Fahrzeugstreckenführung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 4 und 6.
(1) Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kartenbereitstellungssystem, umfassend eine Zentraleinheit und eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug, die über ein Kommunikationsmedium verbunden sind, zum Erhalten von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdeckenden Kartendaten von der Zentraleinheit, gekennzeichnet durch: eine zentralseitige Kartenspeichereinrichtung, die in der Zentraleinheit angeordnet ist und Kartendaten mit unterschiedlichen Maßstäben speichert; eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung zum Festlegen des Fahrzielorts des Fahrzeugs; eine Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden auf der Grundlage der erfaßten momentanen Position, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt, der für die Kartendaten jedes Maßstabs 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 Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist; und die Zentraleinheit auf der Grundlage einer Entscheidung der Entscheidungseinrichtung die Kartendaten für die Kartenbeschaffungseinheit mit einem Maßstab übermittelt, der dem Kartenbeschaffungspunkt, den das Fahrzeug erreicht hat, entspricht.
In Übereinstimmung mit der Erfindung speichert die zentralseitige Kartenspeichereinrichtung Kartendaten mit unterschiedlichen Maßstäben. Bevorzugt enthalten diese Daten einen Zielort. In Übereinstimmung mit der Festlegung der vorstehend erwähnten Kartenbeschaffungsorte werden an einem von dem Zielort entfernten Ort grobe bzw. gering detaillierte Kartendaten mit kleinem Maßstab erhalten; und werden an einem Ort nahe dem Zielort detaillierte 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, während eine detaillierte Karte, die einen begrenzten Bereich abdeckt, 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 erhalten werden, für diesen Ort geeignet und nützlich. Die Kartendaten 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 reduziert werden, weil alte Karten gelöscht werden können, nachdem mit der Benutzung neu erhaltener Karten begonnen wurde.
An jedem Kartenbeschaffungsort wird darüber hinaus ein Kartendatenabdeckungs-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 1 gezeigt, ist die Datenmenge pro Einheitsbereich um so größer, je größer der Kartenmaßstab ist. Umgekehrt ist die Menge an Kartendaten um so kleiner, je kleiner der von einer Karte abgedeckte Bereich ist. Diese beiden Effekte 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 geeignete Art und Weise in einem Fahrzeug an einem geeigneten Punkt erhalten werden, und hängt die zu übermittelnde Menge an Kartendaten 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. Übertragungsleistung 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 Funknavigation oder eine Kombination aus diesen nutzt, wie beispielsweise eine GPS-Einrichtung oder ein Gyrosensor, zu bevorzugen sein. Bei der Installation in der Zentrale sollten Einrichtungen zum Erkennen eines Fahrzeugs, etwa entlang den Fahrbahnrändern, installiert sein. Alternativ können das Fahrzeug und die zentralseitigen Einrichtungen eine momentane Position zusammenwirkend erfassen.
Dasselbe gilt für die Zielort-Festlegeeinrichtung. Beispielsweise kann ein Schalter oder eine Toneingabeeinrichtung, mittels der ein(e) Benutzer(in) seinen/ihren Zielort eingibt, in einem Fahrzeug installiert sein; eine Einrichtung zum automatischen Festlegen eines Zielorts kann zentralseitig installiertsein; oder beide Seiten können einen Zielort zusammenwirkend festlegen.
Die vorstehend genannten Faktoren gelten auch für die Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, ob ein Fahrzeug einen Kartenbeschaffungsort erreicht hat. Diese Einrichtung kann ebenfalls entweder in einem Fahrzeug oder auf Seiten der Zentrale installiert sein.
In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug die Entscheidungseinrichtung, und fordert die Kartenbeschaffungseinheit die Zentraleinheit auf, Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug den Kartenbeschaffungsort erreicht. Die Zentraleinheit übermittelt Kartendaten in Antwort auf die Aufforderung.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet die Kartenbeschaffungseinheit die Momentanposition-Erfassungseinrichtung, und ist die Entscheidungseinheit in der Zentraleinheit enthalten und entscheidet auf der Grundlage von von der Kartenbeschaffungseinheit übermittelten Daten bezüglich der momentanen Position, ob das Fahrzeug den Kartenbeschaffungsort erreicht hat. Dieser Gesichtspunkt entspricht einem System in Zentralveranlassungsbauart, bei dem die Zentraleinheit 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 Zentraleinheit, gekennzeichnet durch: eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung zum Festlegen des Fahrzielorts; eine Aufforderungseinheit zum Auffordern der Zentraleinheit, auf der momentanen Position basierende Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug einen von Kartenbeschaffungsorten, die für jeden Kartendatenmaßstab festgelegt sind, erreicht; und eine Speichereinrichtung zum Speichern der von der Zentraleinheit in Antwort auf die Aufforderung übermittelten Kartendaten. Der Maßstab der Kartendaten entspricht dem anfordernden 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 erhalten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist. Unter diesem Gesichtspunkt kann dieselbe Wirkung wie unter (1) erzielt werden.
Bevorzugt werden, nachdem das Fahrzeug in einen durch Kartendaten mit einem Maßstab, die an dem Kartenbeschaffungsort erhalten wurden, abgedeckten Bereich eingetreten ist, die zuvor erhaltenen Kartendaten mit einem kleineren Maßstab aus der Speichereinrichtung 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 Kartenbeschaffungseinheit 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 Streckenführung unter Verwendung von Kartendaten, die Bereiche hin zu einem Zielort abdecken, gekennzeichnet durch: einen Momentanposition-Erfassungsabschnitt zum Erfassen einer momentanen Position; einen Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt zum Erhalten von Kartendaten von einer außerhalb liegenden Quelle über ein Kommunikationsmedium; und einen Führungsverarbeitungsabschnitt zum Bereitstellen einer Streckenführung unter Verwendung 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 erhaltenen Kartendaten größer wird, und der Führungsverarbeitungsabschnitt die Kartendaten für die Streckenführung auf die Kartendaten mit dem größeren Maßstab, die der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt erhalten hat, ändert.
Wie vorstehend unter (1) werden gemäß diesem Gesichtspunkt Kartendaten mit kleinem Maßstab an von dem Zielort entfernten Punkten und Kartendaten mit größerem Maßstab an dem Zielort näheren 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 Zustand 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 unter (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 beispielsweise einer CD-ROM und der zugehörigen Anordnungen reduziert werden. Daher kann eine preiswerte Navigationsvorrichtung mit einer ausreichenden Streckenführungseignung bereitgestellt werden.
Bei dem obigen Gesichtspunkt kann es für den Führungsverarbeitungsabschnitt zu bevorzugen sein, eine Streckenführung unter Verwendung eines Punkts auf der Karte, der zur Streckenführung als vorläufiger Zielort in Richtung des obigen Zielorts verwendet wird, bereitzustellen. Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt entscheidet dann auf der Grundlage der Entfernung 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 festgelegt wird, kann eine Streckenführung zum Führen eines Fahrzeugs in Richtung seines Zielorts bereitgestellt werden. Dieser Gesichtspunkt bietet auch den Vorteil, in der Lage zu sein, für die Streckenberechnung verwendete Daten signifikant zu reduzieren, weil das Ziel für die Streckenführung auf einen vorläufigen Zielpunkt beschränkt wird. Die Begrenzung des Ziels führt darüber hinaus zu einem einfachen und schnellen Streckenberechnungsprozeß.
Ein Zielort kann auch in mehreren Stufen festgelegt werden. In Übereinstimmung mit einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beispielsweise kann ein Zielort in Übereinstimmung mit einer Adreßhierarchie (Verwaltungsbezirk, Stadt, Straße und Adresse) aufgetrennt werden. Zunächst werden nur der Name des Verwaltungsbezirks festgelegt, ein beliebiger typischer Punkt als vorläufiger Zielort festgelegt und eine Streckenführung zum Führen eines Fahrzeugs in Richtung dieses vorläufigen Zielpunkts bereitgestellt. Wenn sich das Fahrzeug dem Punkt nähert, wird der Name der Stadt, welche die nächste Hierarchie bzw. Hierarchiestufe ist, festgelegt. Das Festlegen eines Zielorts in mehreren Stufen erleichtert es einem Benutzer, den Zielort einzugeben so daß der Benutzer die Navigationsvorrichtung 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, Gemeinde, Straße und Adresse beinhalten.
In einer Ausgestaltung des vorstehenden Gesichtspunkts ist eine Adreßtrenneinrichtung vorgesehen zum Trennen einer Zielortadresse mit hierarchischer Struktur in Adreßelemente, die zu unterschiedlichen Hierarchiestufen gehören, wobei mit zunehmender Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt dann wieder eine Karte entsprechend einem Adreßelement, das zu einer niedrigeren Hierarchiestufe gehört, erhält, und wobei ein Kartenmaßstab für jede Hierarchie von Adreßelementen derart festgelegt ist, daß ein Adreßelement einer niedrigeren Hierarchistufe einem größeren Maßstab entspricht.
Der Führungsverarbeitungsabschnitt stellt eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Umgebung 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-Verarbeitungsabschnitt eine Karte, die einem Adreßelement der nächstniedrigeren Hierarchiestufe entspricht und für eine Streckenführung zu einem vorläufigen Zielort für das Adreßelement der nächstniedrigeren Hierarchiestufe verwendbar ist.
Nachdem eine Karte entsprechend einem Adreßelement der niedrigstmöglichen Hierarchiestufe erhalten wurde, verwendet der Führungsverarbeitungsabschnitt diese Karte, um eine Streckenführung zu dem tatsächlichen Zielort bereitzustellen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kartenmaßstab und der Datenmenge pro Einheitsbereich und abgedecktem Bereich zeigt;
2 ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispiels des Kartenbereitstellungssystems zeigt;
3 eine Übersicht über die Funktionsweise des Systems gemäß 2;
4 ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf des Systems gemäß 2 zeigt;
5 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß 2;
6 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß 2;
7 ein Beispiel einer Informationskartenanzeige durch das System gemäß 2;
8 ein Betriebsmodell des Systems gemäß 2;
9 eine Ansicht, die die Unterteilung einer Karte für eine Modifikation des Ausführungsbeispiels zeigt; und
10 ein Ablaufdiagramm eines Nebenziel-Festlegeprozesses gemäß der Modifikation nach 9.

Ein Kartenbereitstellungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des Navigationssystems umfaßt eine Informationszentrale bzw. ein Informationszentrum und eine Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug. Die Kartenbeschaffungseinheit ist vereint mit einer in dem Fahrzeug angebrachten Navigationsvorrichtung angeordnet. Die Informationszentrale ist Teil einer Infrastruktur und stellt eine Form einer Zentraleinheit dar. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau des Kartenbereitstellungssystems zeigt.
Eine in einem Fahrzeug eingebaute Navigationsvorrichtung 1 umfaßt eine elektronische Navigationssteuereinheit oder Navigations-ECU 3, die die gesamte Vorrichtung steuert. Die Navigations-ECU 3 umfaßt einen Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 und einen Führungsverarbeitungsabschnitt 7. Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 erhält Kartendaten von einer Informationszentrale unter Verwendung einer Kommunikationseinheit 9. Der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 führt einen Prozeß wie beispielsweise eine Streckenführung unter Verwendung von durch den Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 erhaltenen Kartendaten durch.
Eine GPS-Einheit 11, eine Eingabeeinheit 13, eine Anzeige 15 und ein Lautsprecher 17 sind mit der Navigations-ECU 3 verbunden. 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 Navigations-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 eine Ausgabeeinheit zeigt eine Karte für die Streckenführung an. Die Anzeige 15 zeigt auch ein Bild zur Unterstützung der Bedienung durch den Benutzer wie beispielsweise derjenigen zum Festlegen 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 Anweisung für eine Einheit einzugeben.
Ein Zielortfestlegungsdaten-Speicherabschnitt 19 ist ebenfalls mit der Navigations-ECU 3 verbunden. Der Zielortfestlegungsdaten-Speicherabschnitt 19 speichert eine Adreßliste von ganz Japan. Diese Adreßliste hat eine hierarchische Struktur, deren erste Hierarchiestufe aus den Namen den Verwaltungsbezirke besteht. Die zweite Hierarchiestufe besteht aus den Namen der Bezirke, 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 Übereinstimmung mit der Erfindung. (Diese Beschreibung basiert auf der hierarchischen Struktur japanischer Adressen, jedoch sollte die Spezifikation eines Systems bevorzugt den tatsächlichen Gegebenheiten 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 Navigations-ECU 3, daß eine Liste von Verwaltungsbezirken auf der Anzeige 15 angezeigt wird. Ein Benutzer wählt einen Verwaltungsbezirk 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 Auswahl getroffen hat, wird danach dann wieder eine Liste von Straßen und Dörfern angezeigt, aus welchen der Benutzer ebenfalls 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-Speicherabschnitt 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 erhaltene Karten 21 ist eine Speichereinheit zum Speichern von Kartendaten, die durch den Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsab-schnitt 5 erhalten wurden, und beinhaltet einen ersten Speicherabschnitt 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 Speicherabschnitte 23 und 25 speichern abwechselnd aufeinanderfolgend 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 beschrieben. 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-Verarbeitungsabschnitt 32 verbunden. Der Speicherabschnitt für bereitzustellende (zu verteilende) Karten 36 speichert Kartendaten von ganz Japan. Wie in 2 gezeigt, speichert der Kartenspeicherabschnitt 36 Kartendaten in vier Maßstäben. Kartendaten mit dem kleinsten Maßstab von 1:160000 decken Informationen bezüglich Haupt-Bundesstraßen und Schnellstraßen ab. Kartendaten mit einem Maßstab von 1:80000, die Bundesstraßen und Landstraßen 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 Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 entgegengenommen. Der Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 liest die in der Anforderung spezifizierten Kartendaten aus dem Kartenspeicherabschnitt 36 aus und sendet diese unter Verwendung der Kommunikationseinheit 34 an das Fahrzeug.
Nachstehend wird die Funktionsweise des durch 2 veranschaulichten Systems beschrieben. Zunächst wird nachfolgend eine Übersicht über den Betriebsablauf unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Ein Anfangs- bzw. Startpunkt einer Streckenführung 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 Maßstab von 1:160000, die es einem Fahrzeug ermöglichen, das Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A zu erreichen, an dessen Start- bzw. Ausgangspunkt erhalten. Diese Kartendaten werden dazu verwendet, eine Streckenführung mit dem Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A als Unter- bzw. Nebenziel (entsprechend dem vorläufigen Zielort gemäß der Erfindung) bereitzustellen. (b) Wenn das Fahrzeug einen Punkt erreicht, der eine vorbestimmte Entfernung zu dem Verwaltungsbezirkbüro 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 bereitgestellt. (c) Auf hierzu vergleichbare Art und Weise werden dann, wenn das Fahrzeug einen Punkt erreicht, der eine vorbestimmte 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 Kartendaten mit einem Maßstab von 1:5000 erhalten, die den den Block D umgebenden Bereich abdecken. Diese Häuser abdeckenden Kartendaten werden dazu verwendet, eine Streckenführung bereitzustellen, 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 beliebiger bzw. frei wählbarer Punkt auf der Karte. Dieser Punkt ist ein vorläufiger Zielort, auf den sich ein Fahrzeug ausrichtet, während es auf seinen Zielort zufährt. Ein Ort, an dem Kartendaten erhalten werden, d.h. ein Ort, der eine vorbestimmte Entfernung von einem Nebenziel hat, wird als Kartenbeschaffungsort bezeichnet. Ein Kartenbeschaffungsort kann ein besonderer oder bestimmter Punkt oder ein Bereich auf einer Strecke sein. Kartendaten, die in jeder Stufe erhalten werden, beinhalten den gesamten Bereich eines Zieladreßteils (Verwaltungsbezirk, Stadt, etc.) in dieser Stufe, so daß daher erhaltene Kartendaten auch den Zielort abdecken bzw. umfassen.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozeß für die Kartenbereitstellung und die Streckenführung wie vorstehend vereinfacht dargestellt zeigt. Dieser Prozeß beginnt mit der Eingabe eines Zielorts durch einen Benutzer. Wie bei 3 wird angenommen, daß die Adresse eines Zielorts Block D, Straße C, Stadt B und Verwaltungsbezirk A lautet. Die Navigations-ECU 3 ermittelt eine Zielorteingabe mittels der Eingabeeinheit 13 (S10). Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 in der Navigations-ECU 3 trennt die Adresse des Zielorts auf einer hierarchischen Basis auf. D.h., die Adresse wird in vier Hierachien 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 Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A, der ersten Hierarchiestufe 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 momentane Position liegt außerhalb des Verwaltungsbezirks A).
Nachdem das Nebenziel festgelegt ist, ermittelt die Navigations-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 Hierarchiestufe (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 Zuordnung wird ermittelt, daß, falls das Nebenziel das Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A ist, Kartendaten mit dem Maßstab von 1:160000, die den Verwaltungsbezirk A (das Verwaltungsbezirkbüro) und die momentane Position abdecken, benötigt werden.
Auf der Grundlage der Ermittlung in Schritt S16 erhält bzw. holt der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 die erforderlichen Kartendaten unter Verwendung der Kommunikationseinheit 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 Informationszentrale 30, der die Anforderung entgegengenommen hat, liest aus dem Speicherabschnitt für bereitzustellende Karten 36 die in der Anforderung spezifizierten Kartendaten aus und übermittelt diese unter Verwendung der Kommunikationseinheit 34 an das Fahrzeug. Der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5 schreibt die von der Informationszentrale 30 empfangenen Kartendaten in den ersten Speicherabschnitt 23 oder den zweiten Speicherabschnitt 25 des Speicherabschnitts für erhaltene 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 beispielsweise 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 Verwaltungsbezirks A ist, auszuwählen. Daher ist eine viel kleinere Datenmenge für die Streckensuche notwendig und kann ein Berechnungsprozeß 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 angezeigt. Ein Anzeigebeispiel einer Informationskarte ist in 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 ermittelt der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt 5, ob das Fahrzeug sich dem Nebenziel genähert hat (S24). Wie vorstehend ausgeführt, ist ein Kartenbeschaffungsort in einer vorbestimmten Entfernung von dem Nebenziel festgelegt. Bevor das Fahrzeug diesen Kartenbeschaffungsort erreicht, führt eine Ermittlung in Schritt S24 zu dem Ergebnis „Nein“, so daß die Informationskarte 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 Nebenziel festgelegt. In diesem Beispiel ist das nächste Nebenziel 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 Kartendaten 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 Kartendaten übermittelt. Eine Streckenberechnung zum Erreichen des Zentrums der Stadt B (Schritt S20) und eine Anzeige einer Informationskarte (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 werden 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 bereitzustellen derart, dass das Fahrzeug seinen Zielort erreichen kann. Es war bisher schwierig im Hinblick auf die Kapazität, Häuser zeigende Kartendaten auf einem herkömmlichen Speichermedium 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 5 bis 7 gezeigt. In 5 ist eine Karte mit dem kleinsten Maßstab dargestellt, und der Sitz des Verwaltungsbezirkbüros in dem Verwaltungsbezirk A (Aichi) ist ein Nebenziel. In 6 ist eine Karte, die die Stadt B (Okazaki) abdeckt, nachdem das Fahrzeug sich dem Verwaltungsbezirk A genähert hat, dargestellt. Und in 7 ist eine Karte, die die Straße C abdeckt und erhalten wurde, nachdem das Fahrzeug sich dem Zentrum der Stadt C genähert hat, dargestellt.
In 8 ist die Funktionsweise des vorstehenden Systems modellhaft gezeigt. An einem Startpunkt am linksseitigen Ende der 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 Schnellstraßen) kann jedoch nicht unter Verwendung der Karte A bereitgestellt werden. Die Streckenführung für diesen Teil wird wie folgt bereitgestellt. Der Startpunkt ist im allgemeinen äquivalent 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 bereitzustellen, werden Kartendaten mit einem kleineren Maßstab von der Informationszentrale 30 geholt. Dieser Prozeß ist derselbe wie derjenige, der durchgeführt wird, wenn ein Fahrzeug sich seinem Zielort angenähert hat. Der Startpunkt kann sich jedoch von dem Zielort der vorangehenden Streckenführung unterscheiden. In diesem Fall können die in dem Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 gespeicherten Kartendaten nicht verwendet werden, so daß daher eine neue Karte, die den Bereich um den Anfangspunkt abdeckt, geholt wird.
Wie in 8 gezeigt, wird für einige Zeit, nachdem die Fahrt begonnen hat, die Streckenführung mit der Karte A bereitgestellt. Während dieser Zeit hält der Speicherabschnitt für erhaltene Karten 21 in dem Fahrzeug die Karte A. Es sei angenommen, daß die Karte A in dem ersten Speicherabschnitt 23 gehalten wird. Falls sich das Fahrzeug in Richtung eines Verwaltungsbezirkbüros, 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-Verarbeitungsabschnitt 5 in dem Fahrzeug fordert die Informationszentrale 30 auf, die Karte B zu übermitteln, und erhält die von der Informationszentrale 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 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 fortgesetzt. Wenn ermittelt wird, daß das Fahrzeug tatsächlich in den durch die Karte B abgedeckten Bereich eingetreten ist, wechselt der Führungsverarbeitungsabschnitt 7 in der Navigations-ECU 3 die für die Streckenführung verwendete Karte. Die Karte B wird aus dem zweiten Speicherabschnitt 25 ausgelesen und zur Streckenführung und die Informationsanzeige herangezogen. Wie unten in 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 Speicherabschnitt 23 gelöscht. Das Zentrum der Stadt B wird als Nebenziel für die Streckenführung mit der Karte B festgelegt. Wie in 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 Kartenbeschaffungs-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 gespeichert war. Hierzu vergleichbar wird dann, wenn sich das Fahrzeug der Mitte der Straße C nähert, die Karte D (mit einem Maßstab 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 ausgeführt, dann, wenn sich ein Fahrzeug seinem Ziel- oder Bestimmungsort nähert, Kartendaten mit einem größeren Maßstab auf geeignete 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 Kartendaten, 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 zunächst an einem Startpunkt eine momentane Position und einen Zielort an die Informationszentrale 30, und übermittelt später zu einer beliebigen Zeit eine aktuelle Position. Der Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 in der Informationszentrale 30 überwacht die momentane Position des Fahrzeugs und ermittelt, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht hat. Wenn das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht, liest der Kartenbereitstellungs-Verarbeitungsabschnitt 32 geeignete Kartendaten aus dem Speicherabschnitt für die bereitzustellende (zu verteilende) Karte 36 aus und übermittelt diese Daten an das Fahrzeug. Die Navigations-ECU 3 verwendet die erhaltenen 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 Verwaltungsbezirkbüro sein, während ein Nebenziel für die zweite Hierarchiestufe das Zentrum einer Stadt oder eines Kreises sein kann. Wie jedoch aus 9 ersichtlich ist, wird dann, wenn eine große Entfernung zwischen dem Sitz des Verwaltungsbezirkbüros im Verwaltungsbezirk 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 Hierarchiestufe in nachteiliger Weise durch ein Nebenziel für eine höhere Hierarchiestufe beeinflußt wird, ist es zu bevorzugen, daß die nachfolgende Konfiguration herangezogen wird. In dieser Modifikation wird eine detailliertere Klassifikation als diejenige, die auf der Adreßhierachie basiert, verwendet. In dem Beispiel gemäß 9 wird der Verwaltungsbezirk A in drei Bereiche unterteilt: Ost, Zentral und West, und wird ein Nebenziel in jedem Bereich vorbestimmt. Sodann wird ein Nebenziel in dem Bereich, zu dem die Stadt B gehört, als Nebenziel für die erste Hierarchiestufe festgelegt.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozeß zeigt, der durchgeführt wird, wenn diese Modifikation auf das Festlegen eines Nebenziels in Schritt S14 gemäß 4 angewandt wird. Zunächst werden Bereiche, die in einer Zielhierarchie (beispielsweise einem Verwaltungsbezirk) enthalten sind, geholt (S30). Sodann wird ermittelt, welcher der in Schritt S30 erhaltenen Bereiche einen Punkt (Stadt) entsprechend der direkt niedrigeren Hierarchiestufe einer Adresse abdeckt, ermittelt (S32). Der in Schritt S32 ermittelte Abdeckungsbereich wird erhalten (S34), und ein typischer Punkt in dem Abdeckungsbereich wird als Nebenziel festgelegt (S36).
Es wird ebenfalls zu bevorzugen sein, daß unter Berücksichtigung der Geographie eines Verwaltungsbezirks und der Lage eines Verwaltungsbezirkbüros innerhalb des Verwaltungsbezirks diese Modifikation nur auf solche Bereiche des Verwaltungsbezirks angewandt wird, in welchen dies notwendig ist. Alternativ kann die Anwendung dieser Modifikation von der Beziehung zwischen einer momentanen Position des Fahrzeugs und dem Verwaltungsbezirk abhängig sein.
Darüber hinaus kann diese Modifikation auf das Festlegen eines Nebenziels nicht nur für die erste Hierarchiestufe (Verwaltungsbezirk) angewandt werden, wie in dem obigen Beispiel, sondern auch für andere Hierarchiestufen (Stadt und Straße).
(3) In dem ersten Ausführungsbeispiel ist es für ein Fahrzeug möglich, sich einem Nebenziel für eine niedrigere Hierarchiestufe zu nähern, bevor es sich einem Nebenziel für eine höhere Hierarchiestufe nähert. Beispielsweise könnte dies entlang einer Küstenlinie geschehen, wo eine Karte unregelmäßig unterteilt ist. In einem solchen Fall kann die Bereitstellung von Kartendaten mit einem der höheren Hierarchiestufe entsprechenden Maßstab weggelassen werden. D.h., wenn ein Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt für die niedrigere Hierarchiestufe früher als denjenigen für die höhere Hierarchiestufe erreicht hat, wird die Bereitstellung von Kartendaten für die höhere Hierarchiestufe 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 Startpunkt zeigt die Navigations-ECU 3 auf der Anzeige 15 ein Bild an, das einen Benutzer auffordert, nur den Namen des Verwaltungsbezirks einzugeben. Ferner wird eine Sprachführung zur Anforderung 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 „Verwaltungsbezirk A“ eingibt, dann wird das Verwaltungsbezirkbüro des Verwaltungsbezirks A als erstes Nebenziel festgelegt und der Prozeß gemäß Schritten S16 bis S24 nach 4 durchgeführt.
Wenn sich das Fahrzeug dem Verwaltungsbezirk A nähert und einen Kartenbeschaffungspunkt erreicht, wird der Benutzer aufgefordert, 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 ausgeführt.
Diese Modifikation kann die Anzahl der durch eine(n) Benutzer(in) zum Festlegen seines/ihres Zielorts durchzuführenden Prozeduren verringern. D.h. die Mühe des Festlegens eines Zielorts über viele Eingabestufen gleichzeitig wird beseitigt, so daß ein Benutzer in die Lage versetzt wird, die Navigationsvorrichtung leichter zu bedienen. Darüber hinaus wird eine mündliche Eingabe durch einen Benutzer beschränkt. Die erste Eingabe beispielsweise wird auf den Namen des Verwaltungsbezirks beschränkt. 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 Übereinstimmung 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 Nebenziel festgelegt. Jedoch sind Nebenziele natürlich nicht auf diese Definitionen beschränkt, sondern können ein beliebiger Punkt in einem bestimmten Bereich sein. Ein Nebenziel kann beispielsweise eine Kreuzung von Schnellstraßen sein; in der Praxis ist es sogar zu bevorzugen, daß die Streckenführung durch vorzugsweise Auswählen einer Schnellstraße durchgeführt wird.
Kartendaten werden üblicherweise in viele quadratische Abschnitte unterteilt. Der Mittenpunkt eines solchen quadratischen Abschnitts kann als Nebenziel festgelegt werden. Alternativ 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 jedoch auch auf Kartendaten nur einiger Maßstäbe angewandt werden. In diesem Fall werden Kartendaten mit den anderen Maßstäben 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 speichert Kartendaten mit kleinem Maßstab (beispielsweise 1:160000). Die Navigations-ECU 3 liest aus dem Speichermedium die Kartendaten mit dem kleinen Maßstab aus und verwendet diese. 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 Kartendaten mit zwei oder mehr Maßstäben speichern.
(7) In der vorstehenden Beschreibung beinhalten zu übermittelnde Kartendaten Daten für die Kartenanzeige und für die Strekkenberechnung. Demgegenüber ist es möglich, daß nur Daten für die Kartenanzeige von der Informationszentrale 30 erhalten werden, und daß Daten für die Streckenberechnung vorab in dem Fahrzeug vorbereitet werden.
(8) Während in der vorstehenden Beschreibung die Streckenberechnung in dem Fahrzeug durchgeführt wird, so daß keine Notwendigkeit besteht, die Streckenberechnung in der Informationszentrale 30 durchzuführen, und dadurch die Last auf Seiten der Zentrale verringert wird, ist die Erfindung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Falls die Zentrale eine ausreichende Datenverarbeitungskapazität hat, kann die Zentrale die Streckenberechnung durchführen. Die Berechnungsergebnisse werden dann zusammen mit einer Karte an das Fahrzeug übermittelt.
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 erhalten 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 jeden 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 Kommunikationskapazität und einem Speicher mit kleiner Kapazität erhalten werden.

Claims

Kartenbereitstellungssystem, umfassend eine Zentraleinheit (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 abdeckenden Kartendaten von der Zentraleinheit (30), gekennzeichnet durch: eine zentralseitige Kartenspeichereinrichtung (36), die in der Zentraleinheit (30) angeordnet ist und Kartendaten mit unterschiedlichen Maßstäben speichert; eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung (13, 15, 17) zum Festlegen des Fahrzielorts des Fahrzeugs; eine Entscheidungseinrichtung (3) zum Entscheiden auf der Grundlage der erfassten momentanen Position, ob das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt, der für die Kartendaten jedes Maßstabs 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 Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist; und die Zentraleinheit (30) auf der Grundlage einer Entscheidung der Entscheidungseinrichtung (3) die Kartendaten für die Kartenbeschaffungseinheit (5) mit einem Maßstab übermittelt, der dem Kartenbeschaffungspunkt, den das Fahrzeug erreicht hat, entspricht.
Kartenbereitstellungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungseinrichtung (3) in der Kartenbeschaffungseinheit (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.
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) enthalten ist und auf der Grundlage von von der Kartenbeschaffungseinheit (3, 5) übermittelten Daten bezüglich der momentanen Position entscheidet, ob das Fahrzeug den Kartenbeschaffungspunkt erreicht hat.
Kartenbeschaffungseinheit in einem Fahrzeug zum Erhalten, über ein Kommunikationsmedium (9, 24), von Bereiche hin zu einem Fahrzielort abdeckenden Kartendaten von einer Zentraleinheit (30), gekennzeichnet durch: eine Momentanposition-Erfassungseinrichtung (11) zum Erfassen der momentanen Position des Fahrzeugs; eine Zielort-Festlegeeinrichtung (13, 15, 17) zum Festlegen des Fahrzielorts; eine Anforderungseinheit (3) zum Auffordern der Zentraleinheit (30), auf der momentanen Position basierende Kartendaten zu übermitteln, wenn das Fahrzeug einen Kartenbeschaffungspunkt, der für Kartendaten jedes Maßstabs individuell festgelegt ist, erreicht; und eine Speichereinrichtung (21) zum Speichern der von der Zentraleinheit (30) in Antwort auf die Aufforderung übermittelten 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 Kartendaten, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten werden, in Bezug auf die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem Zielort angeglichen ist.
Kartenbeschaffungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem das Fahrzeug in einen durch Kartendaten mit einem Maßstab, die an dem Kartenbeschaffungspunkt erhalten wurden, abgedeckten Bereich eingetreten ist, die zuvor erhaltenen Kartendaten mit einem kleineren Maßstab aus der Speichereinrichtung (21) gelöscht werden.
Navigationsvorrichtung zum Bereitstellen einer Streckenführung unter Verwendung von Kartendaten, die Bereiche hin zu einem Zielort abdecken, gekennzeichnet durch: einen Momentanposition-Erfassungsabschnitt (11) zum Erfassen 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-Verarbeitungsabschnitt (5) erhaltenen Kartendaten größer wird, der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) die Kartendaten für die Streckenführung auf die Kartendaten mit dem größeren Maßstab, die der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) erhalten hat, ändert, der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Umgebung des Zielorts bereitstellt, wobei der vorläufige Zielort ein vorbestimmter typischer Punkt auf einer gegenwärtig verwendeten Streckenführungskarte ist, und der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) auf der Grundlage der Entfernung zwischen der momentanen Position 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 verwendeten Kartendaten erhalten werden sollten.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Adresstrenneinrichtung zum Trennen einer Zielortadresse mit hierarchischer Struktur in Adresselemente, die zu unterschiedlichen Hierarchien gehören, wobei mit zunehmender Annäherung der momentanen Position an den Zielort der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) dann wieder eine Karte entsprechend einem Adresselement, das zu einer niedrigeren Hierarchie gehört, erhält, und wobei ein Kartenmaßstab für jede Hierarchie von Adresselementen derart festgelegt ist, dass ein niedrigeres Adresselement einem größeren Maßstab entspricht.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsverarbeitungsabschnitt (7) eine Streckenführung unter Verwendung eines vorläufigen Zielorts in der näheren Umgebung des Zielorts bereitstellt, wobei der vorläufige Zielort ein vorbestimmter Punkt des Adresselements ist.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich die momentane Position dem gegenwärtigen vorläufigen Zielort annähert, der Kartenbeschaffungs-Verarbeitungsabschnitt (5) eine Karte erhält, die einem Adresselement der nächstniedrigeren Hierarchie entspricht und für eine Streckenführung zu einem vorläufigen Zielort für das Adresselement der nächstniedriegeren Hierarchie verwendbar ist.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 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 bereitzustellen.