DE19836156A1

DE19836156A1 - Fahrzeugnavigationssystem und Speichermedium

Info

Publication number: DE19836156A1
Application number: DE19836156A
Authority: DE
Inventors: Takaharu Fukaya; Koji Inoue; Shinichi Kato
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: US6108604A; DE19836156B4; JP3719315B2; JPH1151684A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugnaviga tionssystem zur Sprachführung an einer Straßenabzweigung so wie ein Speichermedium.

Herkömmlich wurden verschiedenartige Streckenführungs systeme zum Gewährleisten einer zügigen oder flüssigen Fahrt an einem unbekannten Ort vorgeschlagen. Darunter wurde ein Streckenführungssystem vorgeschlagen, das in der Lage ist, eine Streckenführung entlang zu verfolgender Straßen zu ei ner Zielposition bzw. einem Zielort durch Eingabe einer Zielposition auszuführen. Wenn auf der Strecke ein Verkehrs kreisel mit Kreisverkehr vorhanden ist, führt das Strecken führungssystem die Streckenführung aus, indem es die Rich tung bezüglich eines Winkels zwischen einer zum Verkehrs kreisel hin führenden Straße (Zufahrtstraße) und einer vom Verkehrskreisel abgehenden Straße (Abfahrtstraße) und eines Übergangsabschnitts (d. h. des Verbindungsabschnitts zwischen dem Verkehrskreisel und der Straße) bestimmt.

Im herkömmlichen System werden Informationen über den Winkel zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels und über den Übergangsabschnitt verwendet. Mithilfe dieser Informationen ist es jedoch schwierig, die Richtung exakt fest zustellen, wenn der Verkehrskreisel durchfahren oder passiert wurde, und es ist insbesondere schwierig, die Richtung zu erfassen, wenn eine Drehung um 180° ausgeführt wurde.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorste hend erwähnten Probleme zu lösen und ein Fahrzeugnavigati onssystem, durch das eine verständliche und exakte Rich tungsführung ermöglicht wird, wenn ein Verkehrskreisel auf der Strecke vorhanden ist, und ein Speichermedium bereitzu stellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentan sprüche gelöst.

Erfindungsgemäß kann eine Drehung um 180° und eine rechtsseitige und linksseitige Fahrt präzise festgestellt werden, um die Richtungsführung aus zuführen, indem die Rich tung aus Informationen über den Winkel zwischen der Zufahrt straße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, den Über gangsabschnitt und den Namen dieser Straßen, die Winkel änderung von Verbindungsabschnitten, aus denen der Verkehrs kreisel besteht, und die Straßen vor und hinter der Zufahrt straße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels bestimmt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Ausfüh rungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen be schrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Navigationssystems;

Fig. 2A bis 2E Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;

Fig. 3A und 3B Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;

Fig. 4A und 4B Diagramme zum Darstellen eines Beispiels der Struktur einer erfindungsgemäßen Hauptdatendatei;

Fig. 5 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels von Kreuzungsdaten;

Fig. 6 ein Diagramm zum Spezifizieren von Führungsphra sendaten;

Fig. 7A und 7B Diagramme zum Erläutern von Bereichen abzweigender Straßen in einem Kreuzungsbereich und von Rich tungsführungsphrasen;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Gesamtab laufs des Systems;

Fig. 9 ein Diagramm zum Erläutern der Erfassung von Straßen an einem Verkehrskreisel;

Fig. 10A und 10B Diagramme zum Erläutern des Winkelun terschieds zwischen einer Zufahrtstraße zu einem Verkehrs kreisel und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels und des Winkels an einer fixierten Position;

Fig. 11 ein Diagramm zum Erläutern von Winkelunter schieden von Zufahrt- und Abfahrtstraßen eines Verkehrskrei sels;

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen der Richtung des Kreisverkehrs;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegen richtung;

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Geradeausfahrt;

Fig. 15 ein Diagramm zum Darstellen eines Beispiels ei nes Falls, gemäß dem eine Drehung um 180° bei Richtungsver kehr bestimmt wird;

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Routine zum Bestimmen der Drehung um 180° bei Richtungsverkehr;

Fig. 17 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Routine zum Bestimmen einer Rechts- bzw. einer Linksdrehung; und

Fig. 18 ein Diagramm zum Erläutern der Bestimmung einer Rechts- bzw. einer Linksdrehung.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Navigationssystems. Das erfindungs gemäße Navigationssystem weist auf: eine Ein-/Ausgabeeinheit 1 zum Ein-/Ausgeben von Informationen für eine Streckenfüh rung, eine Ist-Positionserfassungseinheit 2 zum Erfassen von Informationen über die Ist-Position eines Fahrzeugs, eine Informationsspeichereinheit 3 zum Speichern von für eine Streckenberechnung erforderlichen Navigationsdaten, von für die Streckenführung erforderlichen Darstellungs-/Sprachfüh rungsdaten, von Programmen (Anwendung und/oder OS) usw., und eine Zentraleinheit 4 zum Ausführen einer Streckensuchverar beitung, einer für die Streckenführung erforderlichen Sichtanzeigeführungsverarbeitung und zum Steuern des gesam ten Systems.

Die Ein-/Ausgabeeinheit 1 weist Funktionen zum Eingeben einer Zielposition oder eines Zielorts, zum Anweisen der Zentraleinheit 4, die Navigationsverarbeitung gemäß dem Wunsch eines Fahrers auszuführen, um die Führungsinformatio nen, gegebenenfalls durch Sprachinformationen und/oder über einen Bildschirm, auszugeben und die verarbeiteten Daten aus zugeben und auszudrucken. Als Einrichtung zum Realisieren dieser Funktionen weist der Eingabeabschnitt einen Tast schalter 11 oder einen Funktionsschalter zum Eingeben der Zielposition durch eine Telefonnummer oder durch Koordinaten auf einer Karte und zum Anfordern der Streckenführung auf. Der Eingabeabschnitt kann beispielsweise eine Eingabeein heit, z. B. eine Fernbedienung, sein. Der Ausgabeabschnitt weist auf: eine Sichtanzeige 12 zum Darstellen der eingege benen Daten auf dem Bildschirm oder zum automatischen Dar stellen der Streckenführung auf dem Bildschirm in Antwort auf eine Anforderung durch den Fahrer, einen Drucker 13 zum Ausdrucken der durch die Zentraleinheit 4 verarbeiteten Da ten oder der in der Informationsspeichereinheit 3 gespei cherten Daten und einen Lautsprecher 16 für eine Strecken führung durch Sprachausgabe.

Es kann eine Spracherkennungseinheit hinzugefügt wer den, um eine Spracheingabe zu ermöglichen, oder eine Spei cherkartenleseeinheit zum Auslesen von auf einer IC-Karte oder einer Magnetkarte gespeicherten Daten. Außerdem kann eine Datenkommunikationseinheit zum Austauschen von Daten mit einer Informationsquelle vorgesehen sein, z. B. mit einem Informationszentrum, in dem für die Navigation erforderliche Daten gespeichert sind, um in Antwort auf eine Anforderung durch den Fahrer Informationen über Kommunikationsleitungen bereitzustellen, oder eine einem elektronischen Notizbuch ähnliche Elektronikeinheit, in der im voraus fahrerspezifi sche Daten gespeichert sind, z. B. Karten- oder Zieldaten.

Die Sichtanzeige 12 besteht aus einer Farb-Elektronen- oder Kathodenstrahlröhre oder aus einer Farb-Flüssig kristall-Sichtanzeige zum Ausgeben aller zur Navigation er forderlichen Bildschirmdarstellungen in Farbe, wie bei spielsweise einer Darstellung zum Festlegen der Strecke, ei ner Abschnittskartendarstellung oder einer Kreuzungskarten darstellung, basierend auf den durch die Zentraleinheit 4 verarbeiteten Karten- oder Führungsdaten und zum Darstellen von Tasten im Hauptmenü, um die Streckenführung festzulegen, darzustellen, daß die Streckenführung ausgeführt wird, und die Bildschirmdarstellungen umzuschalten. Insbesondere wer den Informationen über die zu passierenden Kreuzungen, z. B. der Name einer Kreuzung, in Farbe auf dem Bildschirm ange zeigt.

Die Sichtanzeige 12 ist im Armaturenbrett bzw. in der Instrumententafel in der Nähe des Fahrersitzes angeordnet, so daß der Fahrer die Ist-Position des Fahrzeugs durch Be trachten der Abschnittskarte bestätigen und die Informatio nen über die zu verfolgende Strecke erfassen kann. Anderer seits weist die Sichtanzeige 12 den der Darstellung der Funktionstasten entsprechenden Tastschalter 11 auf, so daß die vorstehend erwähnten Verarbeitungen auf der Basis der durch Berühren der Tasten eingegebenen Signale ausgeführt werden. Die Eingangssignalerzeugungseinrichtung, die aus den Tasten und dem Tastschalter besteht, bildet den Eingabeab schnitt, deren detaillierte Beschreibung weggelassen wird.

Die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 weist auf: ei nen GPS-Empfänger 21 zum Erfassen von Informationen durch das Global Positioning System (GPS) bezüglich der Ist-Position des Fahrzeugs; einen VICS-Informationsempfänger 22 zum Erfassen von Informationen unter Verwendung des FM-Multiplex-Sprechfunks, einer elektrischen Wellenbake bzw. einer Hertzsche Wellen aussendenden Bake oder einer opti schen Bake; einen Datenübertragungs-/-empfangseinrichtung 23 zum interaktiven Austauschen von Informationen mit einem In formationszentrum (z. B. ATIS) oder mit einem anderen Fahr zeug unter Verwendung eines tragbaren Telefons oder eines Personalcomputers; einen Absolutazimuthsensor 24 zum Erfas sen des Vorwärtsazimuths des Fahrzeug als Absolutazimuthwert unter Verwendung z. B. des Erdmagnetismus; einen Relativazi muthsensor 25 zum Erfassen des Vorwärtsazimuths des Fahr zeugs als Relativazimuthwert unter Verwendung z. B. eines Lenkwinkel- oder eines Gyrosensors; und einen Abstandsensor 26 zum Erfassen der durch das Fahrzeug zurückgelegten Strec ke z. B. aus der Anzahl der Radumdrehungen. Die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 ist eine Vorrichtung zum Übertragen/Empfangen von Informationen über die Fahrt des Fahrzeugs, z. B. von Straßen- oder Verkehrsinformationen, zum Erfassen von Informationen über die Ist-Position des Fahr zeugs und zum Übertragen/Empfangen der Informationen über die Ist-Position.

Die Informationsspeichereinheit 3 ist eine externe Speichereinheit, in der Programme und Daten für die Naviga tion gespeichert sind, wie beispielsweise ein CD-ROM-Speicher. Die Programme weisen auf: das Verarbeitungspro gramm für die Streckensuche, das für diese Ausführungsform durch die in den Figuren dargestellten Ablaufdiagramme dar gestellt ist, die Programme für die für die Streckenführung erforderliche Sichtanzeigeausgabesteuerung und für die für die Sprachführung erforderliche Sprachausgabesteuerung, die für diese Programme erforderlichen Daten und die für die Streckenführung und für die Kartendarstellung erforderlichen Sichtanzeigeinformationsdaten. Andererseits bestehen die Da ten aus Dateien von Kartendaten, Suchdaten, Führungsdaten, Sprachführungsphrasendaten, Kartenübereinstimmungsdaten, Zieldaten, Daten über registrierte Positionen) Straßendaten, Kategorie- oder Klassifizierungsdaten, Orientierungspunkt- oder Geländepunktdaten usw., und alle für das Navigationssy stem erforderlichen Daten sind gespeichert. Hierbei kann die Erfindung auch auf einen Systemtyp angewendet werden, in dem nur die Daten im CD-ROM-Speicher gespeichert sind, wohinge gen die Programme in der Zentraleinheit gespeichert sind.

Die Zentraleinheit 4 besteht aus: einer CPU 40 zum Aus führen verschiedener Operationen, einem Flash-Speicher 41 zum Auslesen und Speichern der Programme vom CD-ROM-Speicher der Informationsspeichereinheit 3; einem ROM-Speicher 42 (Programmleseeinrichtung), in dem Programme zum Prüfen und Aktualisieren der Programme des Flash-Speichers 41 gespei chert sind; einem RAM-Speicher 43 zum Speichern von Füh rungsinformationen über die gesuchte Strecke, z. B. der Punktkoordinaten oder der Straßennamen-Codenummer eines festgelegten Ziels oder der gerade verarbeiteten Daten; ei nem Bildspeicher 44, in dem die zu verwendenden und auf dem Bildschirm der Sichtanzeige darzustellenden Bilddaten ge speichert sind; einem Bildprozessor 45 zum Extrahieren der Bilddaten vom Bildspeicher 44 auf der Basis des Sichtanzei geausgabesteuerungssignals von der CPU 40 und zum graphi schen Verarbeiten der Bilddaten und zum Ausgeben der Bildda ten an die Sichtanzeige; einem Sprachprozessor 46 zum Syn thetisieren und Umwandeln von Sprache, einer Phrase, eines Satzes, eines Tons usw., die aus der Informationsspei chereinheit 3 ausgelesen werden, auf der Basis des Sprach ausgabesteuerungssignals von der CPU in Analogsignale und zum Ausgeben der Analogsignale an den Lautsprecher 16; einer Kommunikationsschnittstelle 47 zum Übertragen der Ein- /Ausgabedaten durch Datenübertragungen; und einer Sensorein gangsschnittstelle 48 zum Extrahieren der Sensorsignale von der Ist-Positionserfassungseinheit 2; und einer Uhr 49 zum Festlegen des Datums und der Zeit in der internen Diagno seinformation. Die Streckenführung wird durch Bildschirmdar stellung und Sprachausgabe ausgeführt, wobei der Fahrer aus wählen kann, ob eine Sprachinformation ausgegeben werden soll oder nicht.

Die Programme für die vorstehend erwähnten Aktualisie rungsoperationen können in der externen Speichereinheit ge speichert sein.

Die erfindungsgemäßen Programme und die anderen Pro gramme zum Ausführen von Navigationsverarbeitungen können vollständig im CD-ROM-Speicher oder im externen Speicherme dium oder teilweise oder vollständig im ROM-Speicher 42 des Systems gespeichert sein.

Die im externen Speichermedium gespeicherten Daten oder Programme werden der Zentraleinheit des Navigationssystems als externe Signale zugeführt und durch die Zentraleinheit verarbeitet, so daß die verschiedenen Funktionen realisiert werden.

Im erfindungsgemäßen Navigationssystem sind angeordnet: der Flash-Speicher 41 mit einer relativ großen Speicherkapa zität zum Lesen der Programme vom CD-ROM-Speicher der exter nen Speichereinheit, wie vorstehend beschrieben, und der ROM-Speicher 42 (Programmleseeinrichtung) mit einer relativ kleinen Speicherkapazität, in dem die Programme zum Starten der CD gespeichert sind. Der Flash-Speicher 41 hält die ge speicherten Informationen auch dann, wenn die Spannungszu fuhr unterbrochen ist. D.h., der Flash-Speicher 41 ist eine nichtflüchtige Speichereinrichtung. Zum Starten der CD wer den die Programme des ROM-Speichers 42, der als Programmle seeinrichtung dient, gestartet, um die im Flash-Speicher 41 gespeicherten Programme zu prüfen, und werden die Platten verwaltungs- oder -managementinformationen oder ähnliche In formationen des CD-ROM-Speichers der Informationsspei chereinheit 3 gelesen. Die Programme werden geladen (oder aktualisiert), indem Entscheidungen basierend auf diesen In formationen und auf dem Zustand des Flash-Speichers 41 ge troffen werden.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Beispiele der erfindungsge mäßen Struktur der in der in Fig. 1 dargestellten Informati onsspeichereinheit 3 gespeicherten Hauptdatendateien. Fig. 2(A) zeigt eine Straßenführungsdatendatei, in der Daten ge speichert sind, die zum Berechnen der Strecke durch eine Streckenberechnungseinrichtung für eine Streckenführung er forderlich sind. Für jede Straßennummer n besteht die Stra ßenführungsdatendatei aus individuellen Daten einer Straßen nummer, einer Straßenlänge, aus Straßenattribut- oder -merk maldaten, der Adresse und der Größe von Formdaten und der Adresse und der Größe der Führungsdaten. Die Straßennummer wird für jede Straßen zwischen Abzweigungen und für jede Richtung (zum und vom Ziel) festgelegt. Die Straßenmerk maldaten, z. B. Straßenführungshilfsinformationsdaten, sind, wie in Fig. 3(A) dargestellt, beispielsweise Informationen die anzeigen, ob die Straße eine Schnellstraße oder Haupt verkehrsstraße, eine Seitenstraße der Hauptverkehrsstraße, eine unterirdische Straße oder eine Seitenstraße der unter irdischen Straße ist, Informationen über die Anzahl von Fahrspuren, Abzweigungsdaten (oder ein Flag, das anzeigt, ob eine Abzweigung vorhanden ist oder nicht), Auffahrtdaten (oder ein Flag, das anzeigt ob eine Auffahrt vorhanden ist oder nicht) und Verkehrskreiseldaten (oder ein Flag, das an zeigt, ob ein Verkehrskreisel vorhanden ist oder nicht). Die vorstehend erwähnten Formdaten sind, wie in Fig. 2B darge stellt, beispielsweise Koordinatendaten, die aus den Längen- und Breitengraden jeder Straßennummer M gebildet werden, wenn jede Straße in mehrere Knoten unterteilt ist.

Die vorstehend erwähnten Führungsdaten sind, wie in Fig. 2C dargestellt, beispielsweise individuelle Daten, z. B. der Name einer Kreuzung (oder einer Abzweigung), Warnungsda ten, Straßennamendaten, die Adresse und die Größe von Stra ßennamensprachdaten und die Adresse und die Größe von Ziel daten. Die Warnungsdaten sind, wie in Fig. 4A dargestellt, beispielsweise Informationen, die anzeigen, ob eine Eisen bahnschiene kreuzt, ein Tunneleingang oder -ausgang, eine Stelle, an der sich die Fahrbahn verengt, oder keine Warnung vorhanden ist, und Daten, die den Fahrer an einer Eisenbahn schienenkreuzung oder an einem Tunnel, außer an Abzweigun gen, warnen. Die vorstehend erwähnten Straßennamendaten be schreiben, wie in Fig. 3B dargestellt, beispielsweise Infor mationen über die Klassifizierung oder Art einer Straße, z. B. Hauptverkehrsstraße, Hauptverkehrsstraße im Stadtbe reich, gebührenpflichtige Straße, öffentliche Straße (Bun des- oder Landstraße, Kreisstraße und andere), und Informa tionen, die anzeigen, ob die Straße, z. B. die Hauptverkehrs straße, die Hauptverkehrsstraße im Stadtbereich und die ge bührenpflichtige Straße, eine Hauptstraße oder eine Verbin dungsstraße ist, und bestehen aus Straßenklassifizierungsda ten und Klassifizierungsnummern der einzelnen Klassifizie rungsdaten für jede Straßenart.

Die vorstehend erwähnten Zieldaten beschreiben, wie in Fig. 2D dargestellt, beispielsweise Informationen über die Zielstraßennummer, den Zielnamen, die Adresse und die Größe der Zielnamensprachdaten und Fahrtführungsdaten. Der Zielna me weist den Richtungsnamen auf. Andererseits beschreiben die Zielrichtungsdaten, wie in Fig. 2E dargestellt, Informa tionen wie beispielsweise unzulässig (Zielrichtungsdaten nicht verwenden), unnötig (keine Streckenführung ausführen), geradeaus, rechts, schräg rechts, nach rechts abbiegen, links, schräg links, und nach links abbiegen. Die vorstehend erwähnten Fahrtführungsdaten sind, wie in Fig. 4(B) darge stellt, beispielsweise Daten zum Führen des Fahrzeugs, die beschreiben, welcher von mehreren Fahrspuren gefolgt werden sollte, und stellen Informationen dar, wie beispielsweise mehr nach rechts, mehr nach links, mehr zur Mitte oder kei ne.

In der in Fig. 2 dargestellten Datenstruktur sind In formationen über die Kreuzung in den Straßendaten gespei chert, die Kreuzungsdaten können jedoch auch getrennt von den Straßendaten vorgegeben sein, wie in Fig. 5 dargestellt, und Informationen über das Vorhandensein einer Verkehrsam pel, Daten über Fußgängerüberwege, Abzweigungsmerkmaldaten, Straßendaten über Berechtigungen für die Einfahrt in die Kreuzung, Straßendaten über Berechtigungen für eine Ausfahrt aus der Kreuzung, oder Orientierungspunkt- oder Gelände punktdaten. Wenn den Straßendaten Verbindungsdaten hinzuge führt sind, können jedoch auch Daten vorgegeben sein wie z. B. keine Zufahrt von einer Straße zu einer anderen, wo durch die Datenmenge reduziert wird.

Fig. 6 zeigt Beispiele von Führungsphrasendaten für ei ne Sprachführung. Ein Führungssatz ist in eine Abstands- oder Streckenphrase, eine Richtungsphrase und eine Merkmal phrase unterteilt. Wenn Führungssprachdaten ausgegeben wer den sollen, werden die einzelnen Phrasen kombiniert, um z. B. eine Sprachausgabe "bald rechts abbiegen" zu erzeugen, und die Führungssprachdaten werden an einem vorgegebenen Abzwei gungspunkt der Streckenführung ausgegeben. Bei der vorlie genden Erfindung werden die Straßeninformationen für alle Straßen abgerufen, die zur Abzweigung führen oder von ihr abzweigen, wie nachstehend beschrieben wird. Für den Klassi fizierungsbereich der Richtungsführung werden im voraus Phrasendaten festgelegt, wie beispielsweise "geradeaus", "leicht rechts (oder links) abbiegen", "rechts abbiegen" "links abbiegen", "halten" "rechts halten", "links halten", "Gabelung", "scharf rechts abbiegen" und "scharf links ab biegen". Diese Phrasendaten werden gemäß den während der Streckenführung auftretenden Abzweigungen geeignet ausge wählt, um eine Richtungs-Feinführung auszuführen.

Fig. 7 zeigt Diagramme zum Erläutern eines Beispiels eines Zusammenhangs zwischen einem Klassifizierungsbereich für die Richtungsführung und den Richtungsführungsphrasen. In Fig. 7A sind die Bereiche bezüglich eines Winkels zu ei ner Zufahrtstraße zur Abzweigung in Bereiche 1 bis 6 unter teilt. Die Bereiche 1 und 2 entsprechen den Bereichen einer scharfen Drehung, die Bereiche 3 und 4 entsprechen Bereichen einer Drehung und die Bereiche 5 und 6 entsprechen Bereichen einer leichten Drehung. Diesen Bereichen 1 bis 6 sind dar über hinaus die einzelnen Richtungsführungsphrasen zugeord net, wie in Fig. 7B dargestellt, und diese Tabelle ist in der Informationsspeichereinheit gespeichert.

Nachstehend wird ein Arbeitsablauf des erfindungsgemä ßen Fahrzeugnavigationssystems beschrieben. Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Arbeitsablaufs des gesam ten erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationssystems.

Wenn die Programme des Streckenführungssystems durch die CPU 51 der Zentraleinheit 4 gestartet werden, wird die Ist-Position durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung 2 erfaßt, um die Umgebungskarte um die Ist-Position und den Namen und andere Daten der Ist-Position darzustellen (Schritt S1). Anschließend wird unter Verwendung des Zielna mens, z. B. des Platznamens, des Namens einer Anlage oder Einrichtung, der Telefonnummer oder der Adresse, der regi strierten Position usw., eine Zielposition festgelegt (Schritt S2), um die Strecke von der Ist-Position zur Ziel position zu suchen (Schritt S3). Wenn die Strecke festgelegt wird, wird die Streckenführung/-darstellung wiederholt (Schritt S4), bis das Ziel erreicht ist, während die Ist-Position durch die Ist-Positionserfassungseinheit 2 nachge führt wird. Wenn ein Umweg eingegeben wird, bevor das Ziel erreicht ist, wird ein neuer Suchbereich festgelegt, und die Streckenführung wird auf ähnliche Weise wiederholt, bis das Ziel erreicht ist.

Bei der unter Bezug auf Schritt S4 beschriebenen erfin dungsgemäßen Streckenführung/-darstellung wird die Strecken führung an einem Verkehrskreisel präzise ausgeführt.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer Stra ßenerfassung an einem Verkehrskreisel. Im Verkehrskreisel findet ein Richtungsverkehr statt, und das Beispiel von Fig. 9 zeigt einen im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtungsver kehr.

Im Fall eines Verkehrskreisels werden die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels sowie ein dazwi schenliegender Straßenabschnitt (Verbindungsabschnitt) er faßt. Gemäß einem Verfahren können die Straßen aus den Streckendaten durch Bezugnahme auf die Straßenmerkmale er faßt werden, während ihnen in Fahrtrichtung gefolgt wird, weil sie beispielsweise in Fig. 3A dargestellte Merkmale aufweisen. In dem in Fig. 9 dargestellten Verkehrskreisel wird beispielsweise vorausgesetzt, daß die Strecke a-b-d-e verfolgt wird, und daß die Straße (oder der Verbindungsab schnitt), die die Kreisverkehrmerkmale aufweist, der Strecke b-d-e-f-h folgt. Die Straße a ist eine Zufahrtstraße des Verkehrskreisel, weil sie keine Kreisverkehrmerkmale auf weist; der Straße b wird gefolgt, weil sie Kreisverkehrmerk male aufweist; die Straße c ist eine Abfahrtstraße, weil sie keine Kreisverkehrmerkmale aufweist; und der Straße d wird gefolgt, weil sie Kreisverkehrmerkmale aufweist; und die Straße e ist eine Abfahrtstraße, weil sie keine Kreisver kehrmerkmale aufweist. Auf der Strecke a-b-d-e können daher die Zufahrtstraße a des Verkehrskreisel, die Abfahrtstraßen c und e des Verkehrskreisels und die dazwischenliegenden Straßenabschnitte (oder Verbindungsabschnitte) b und d er faßt werden.

Fig. 10A zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Winkel unterschieds zwischen einer Zufahrtstraße und einer Abfahrt straße des Verkehrskreisels. Dieser Winkelunterschied ist durch einen Schnittwinkel zwischen der Verlängerung einer Zufahrtstraße R₁ des Verkehrskreisels und der Verlängerung einer Abfahrtstraße R₂ des Verkehrskreisels definiert.

Fig. 10B zeigt dagegen ein Diagramm zum Erläutern eines Übergangswinkels. Der Winkel eines Übergangs (oder einer Verbindungsstelle P des Verkehrskreisels) der Zufahrtstraße R₁ des Verkehrskreisels wird dargestellt durch einen Winkel b zwischen einer fixierten Linie durch den Mittelpunkt des Verkehrskreisels und einer Linie R₁', die durch Parallelver schiebung der Straße R₁ gebildet wird, wobei der Endpunkt (oder die Position P) der Straße R₁ in den Mittelpunkt des Verkehrskreisels verschoben wird.

Nachstehend wird die Erfassung des Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Ver kehrskreisels, die zum Feststellen eines links- oder rechts gerichteten Kreisverkehrs dient, unter Bezug auf Fig. 11 be schrieben.

In Fig. 11 besteht der Verkehrskreisel aus Verbindungs abschnitten 1 bis 6. Es wird vorausgesetzt, daß eine Straße unter einem Winkel a in den Verbindungsabschnitt 1 einmün det, während eine andere Straße unter einem Winkel e1 vom Verbindungsabschnitt 4 abzweigt, und daß ein Winkel im Uhr zeigersinn negativ und ein Winkel im Gegenuhrzeigersinn po sitiv ist. Der Winkelversatz (oder -unterschied) zwischen der abzweigenden oder Abfahrtstraße und der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels bzw. der in den Verbindungsabschnitt 1 einmündenden Straße ist festgelegt durch:

Winkelversatz = a-b-c-d+e1.

Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern eines Arbeitsablaufs zum Festlegen der Richtung eines Kreisver kehrs.

In Schritt S11 wird eine Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung bestimmt, und der Schritt wird durch den in Fig. 13 dargestellten Arbeitsablauf verarbeitet.

Eine Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegenrichtung wird bestimmt, indem festgestellt wird, ob die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels identisch sind. Wenn die Antwort JA lautet, wird dieser Fahrtverlauf als Drehung um 180° festgelegt. Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Feststellung einer Drehung um 180° für eine Fahrt in Gegen richtung.

Wenn die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Ver kehrskreisels entgegengesetzt verlaufen, weisen die Zufahrt straße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels ein posi tives bzw. ein negatives Vorzeichen auf. Wenn die Multipli kation der Nummer der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels mit (-1) mit der Nummer der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels übereinstimmt, wird dieser Fahrtverlauf einer Drehung um 180° zugeordnet. Wie in Fig. 13 dargestellt, wird festge stellt (Schritt S21), ob die Vorzeichen der Nummern der Zu fahrtstraße des Verkehrskreisels und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels entgegengesetzt sind. Wenn diese Antwort JA lautet, wird eine Führung für eine Drehung um 180° ausge führt (Schritt S22). Ansonsten wird die Routine beendet.

In Schritt S12 wird gemäß dem in Fig. 14 dargestellten Ablaufdiagramm festgestellt, ob eine Geradeausfahrt vor liegt.

In Fig. 14 wird (bei Schritt S31) festgestellt, ob der Winkelunterschied (als Absolutwert) zwischen der Zufahrt straße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels höchstens 30 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird eine Streckenführung für eine Geradeausfahrt ausgeführt (Schritt S34). Wenn der Winkelunterschied zwischen der Zu fahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels grö ßer ist als 30 Grad, wird (bei Schritt S32) festgestellt, ob der Winkelunterschied höchstens 45 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird (bei Schritt S33) festge stellt, ob der Übergangswinkel höchstens 30 Grad beträgt oder nicht. Wenn die Antwort JA lautet, wird (bei Schritt S34) festgestellt, daß eine Geradeausfahrt vorliegt, und es wird eine Streckenführung für eine Geradeausfahrt ausge führt. Wenn der Übergangswinkel größer ist als 30 Grad, wird die Routine unabhängig davon, ob der Winkelunterschied zwi schen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrs kreisels größer oder kleiner ist als 45 Grad, beendet. Im Fall eines Kreisverkehrs ist das Richtungsgefühl in Abhän gigkeit nicht nur vom Winkelunterschied zwischen der Zu fahrtsraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, son dern auch von der Relativposition des Übergangs des Ver kehrskreisels bezüglich der Zufahrtstraße und der Abfahrt straße des Verkehrskreisels stark unterschiedlich. Daher wird die Geradeausfahrt festgestellt, wenn der Winkelunter schied zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels höchstens 45 Grad und der Übergangswinkel höchstens 30 Grad beträgt.

In Schritt S13 wird eine Drehung um 180° für einen Richtungsverkehr, wie in Fig. 15 dargestellt, gemäß dem in Fig. 16 dargestellten Ablaufdiagramm festgestellt.

In Fig. 15 ist die Straße eine Straße mit Gegenverkehr, und ihre Straßennummern haben entgegengesetzte Vorzeichen. Eine Straße b, die mit der Straße a verbunden ist und zum Verkehrskreisel hin führt, und eine Straße c, die vom Ver kehrskreisel abzweigt und mit der Straße a verbunden ist, sind einander benachbarte Einbahnstraßen mit identischen Na men. Hierin wird der Fall beschrieben, in dem die geführte Strecke entlang Straße a → Straße b → Verkehrskreisel (im Uhrzeigersinn) → Straße c → Straße a verläuft und die Rich tungsführung bezüglich der Straße a ausgeführt wird.

Im Ablaufdiagramm von Fig. 16 wird (in Schritt S41) festgestellt, ob der Winkelunterschied zwischen der Zufahrt straße des Verkehrskreisels (z. B. Straße b in Fig. 15) und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels (z. B. Straße c in Fig. 15) nicht kleiner ist als 150 Grad und nicht größer als 210 Grad. Wenn die Antwort JA lautet, wird (in Schritt S42) festgestellt, ob die Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels identische Namen ha ben. Weil die Straßen b und c identische Namen haben, wird (in Schritt S43) festgestellt, ob die Straßen (d. h. die Zu fahrtstraßen zur Straße a und die davon abgehenden Straßen) vor und hinter dem Verkehrskreisel Straßen mit Gegenverkehr sind und identische Straßennummern aufweisen. Weil die Zu fahrtstraße zur Straße a und die davon abgehenden Straßen identische Straßennummern aufweisen, wird (in Schritt S44) festgestellt, ob die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels Straßen mit Richtungsverkehr oder Einbahn straßen sind, und ob die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels einander benachbart sind. Weil die Straßen b und c diese Bedingungen erfüllen, wird (in Schritt S45) eine Streckenführung für eine Drehung um 180° bezüglich der Straße a ausgegeführt. Wenn die Bedingungen der einzel nen Schritte nicht erfüllt sind, wird die Routine beendet.

Die Drehung um 180° wird festgestellt, wenn der Verbin dungsabschnitt (oder Straßenabschnitt) eine Straße ist, für die die Datenbasis Informationen mit separaten digitalisier ten oberen und unteren Zeilen aufweist, so daß sowohl die Zufahrtstraße als auch die Abfahrtstraße des Verkehrskrei sels sich bezüglich des Verkehrskreisels in entgegengesetz ten Richtungen nähern. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, weil die Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und/oder die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels eine Einbahnstraße ist, wird keine Drehung um 180° festgestellt.

In Schritt S14 wird der linke oder der rechte Sinn ei nes Kreisverkehrs erfaßt, und Fig. 17 zeigt das Ablaufdia gramm von Schritt S14.

Gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 17 wird (in Schritt S51) festgestellt, ob der Gesamtwinkelunterschied des Ver bindungsabschnitts kleiner ist als -150 Grad (der im Uhrzei gersinn positiv und im Gegenuhrzeigersinn negativ ist). Wenn der Gesamtwinkelunterschied größer ist als -150 Grad, wird (in Schritt S57) eine Wende nach rechts festgestellt. Wenn der Gesamtwinkelunterschied des Verbindungsabschnitts klei ner ist als -150 Grad und größer als 0 Grad, wird (in Schritt S54) eine Drehung nach rechts festgestellt. Es wird (bei Schritt S53) festgestellt, ob der Gesamtwinkelunter schied nicht kleiner ist als 0 Grad (d. h., ob der Winkel po sitiv ist) und kleiner als 150 Grad. Eine Wende nach links wird (in Schritt S56) festgestellt, wenn der Winkelunter schied größer ist als 150 Grad, wohingegen (in Schritt S55) eine Drehung nach links festgestellt wird, wenn der Winke lunterschied kleiner ist als 150 Grad. Dadurch können, wie in Fig. 18 dargestellt, geeignete Entscheidungen getroffen werden, um eine entsprechende Streckenführung auszuführen.

Claims

1. Fahrzeugnavigationssystem mit:
einer Ist-Positionserfassungseinrichtung zum Be rechnen der Ist-Position eines Fahrzeugs;
einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von zum Be rechnen einer Strecke erforderlichen Informationen;
einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Informa tionen für eine Streckenführung;
einer Informationsspeichereinrichtung zum Spei chern von Bereichsinformationen zur Richtungsführung einer an einer Abzweigung abzweigenden Straße und von für die Streckenführung erforderlichen Daten, ein schließlich den einzelnen Bereichen zugeordneten Rich tungsführungsphrasendaten;
einer Streckenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Strecke auf der Basis der durch die Eingabeeinrich tung eingegebenen Informationen;
einer Streckeninformationsspeichereinrichtung zum Speichern einer durch die Streckenberechnungseinrich tung berechneten Information über die Fahrt; und
einer Führungssteuerungseinrichtung zum Ausgeben der Führungsinformation bei einer nächsten Abzweigung an die Ausgabeeinrichtung auf der Basis der durch die Streckenberechnungseinrichtung berechneten Strecke und der durch die Ist-Positionserfassungseinrichtung erfaß ten Ist-Position;
wobei die Führungssteuerungseinrichtung die Infor mationen über den Winkel zwischen einer Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und einer Abfahrtstraße des Ver kehrskreisels auf einer in der Streckeninformations speichereinrichtung gespeicherten Strecke und über die Übergangsposition und die Informationen der Winkel änderungen einzelner Verbindungsabschnitte, die den Verkehrskreisel bilden, erfaßt und Richtungsführungsin formationen auf der Basis der erfaßten Informationen ausgibt.

2. System nach Anspruch 1, wobei auf der Basis der Namen von Zufahrtstraßen und Abfahrtstraßen des Verkehrskrei sels und der Straßenzustände vor und hinter den Über gängen der Straßen festgestellt wird, ob eine Drehung eine Drehung um 180° ist.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Drehung um 180° fest gestellt wird, wenn die Nummern der Zufahrtstraßen und der Abfahrtstraßen des Verkehrskreisels positive und negative Vorzeichen aufweisen, wenn die Zufahrtstraße und die Abfahrtstraße des Verkehrskreisels Straßen mit Gegenverkehr sind.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Drehung um 180° einer Straße mit Richtungsverkehr festgestellt wird, wenn der Winkelunterschied zwischen der Zufahrt straße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels in nerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt und die Stra ßen identische Namen aufweisen, wenn die Straßen vor und hinter dem Verkehrskreisel Straßen mit Gegenverkehr sind und gleiche Nummern aufweisen, und wenn die Stra ßen vor und hinter dem Verkehrskreisel Straßen mit Richtungsverkehr und einander benachbart sind.

5. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei eine Gerade ausfahrt festgestellt wird, wenn der Absolutwert eines Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels kleiner ist als ein erster vorgegebener Wert oder diesem gleich ist, oder wenn der Absolutwert des Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrs kreisels größer ist als der erste vorgegebene Wert und kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert oder diesem gleich ist, und wenn der Absolutwert des Winkelunter schieds eines Straßenübergangs kleiner ist als ein dritter vorgegebener Wert oder diesem gleich ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der rechte und linke Sinn des Kreisverkehrs gemäß dem Win kelunterschied zwischen einer Zufahrtstraße und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels festgestellt wird.

7. Speichermedium mit darin gespeicherten Programmen zum Suchen einer Strecke von einer Anfangsposition bzw. ei ner Ist-Position zu einer Zielposition und zur Strec kenführung entlang der gesuchten Strecke, mit Program men zum:
Suchen eines Abzweigungspunktes auf der Strecke;
Erfassen von Informationen über den Winkel zwi schen einer Zufahrtstraße eines Verkehrskreisels und einer Abfahrtstraße des Verkehrskreisels, und einen Übergang, und von Informationen über Winkeländerungen der einzelnen Verbindungsabschnitte, aus denen der Ver kehrskreisel besteht; und
Ausgeben von Richtungsführungsinformationen auf der Basis der erfaßten Informationen über den Verkehrs kreisel.

8. Speichermedium nach Anspruch 7, wobei auf der Basis der Namen von Zufahrtsraßen und Abfahrtstraßen des Ver kehrskreisels und den Straßenzuständen vor und hinter den Übergängen der Straßen festgestellt wird, ob die Drehung eine Drehung um 180° ist.

9. Speichermedium nach Anspruch 7 oder 8, ferner mit:
Programmen zum Feststellen einer Geradeausfahrt, wenn der Absolutwert eines Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrs kreisels kleiner ist als ein erster vorgegebener Wert oder diesem gleich ist, oder wenn der Absolutwert des Winkelunterschieds zwischen der Zufahrtstraße und der Abfahrtstraße des Verkehrskreisels größer ist als der erste vorgegebene Wert und kleiner als ein zweiter vor gegebener Wert oder diesem gleich ist, und wenn der Ab solutwert des Winkelunterschieds eines Straßenübergangs kleiner ist als ein dritter vorgegebener Wert oder die sem gleich ist.

10. Speichermedium nach Anspruch 7, 8 oder 9, ferner mit Programmen zum Feststellen des Richtungssinns eines Kreisverkehrs aus dem Winkelunterschied zwischen der Zufahrtstraße des Verkehrskreisels und der Abfahrtstra ße des Verkehrskreisels.