DE3719017A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer fahrtroute zwischen einem startpunkt und einem zielpunkt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung ei­ ner Fahrtroute zwischen einem Startpunkt und einem Ziel­ punkt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter der Bezeichnung EVA (Elektronischer Verkehrslotse für Autofahrer) wird ein autarkes Ortungs- und Naviga­ tionssystem für Landfahrzeuge entwickelt. Die Berech­ nung eines optimalen Weges von einem beliebigen Start­ punkt zu einem frei wählbaren Zielpunkt stützt sich auf ein digital gespeichertes Straßennetz. Je größer die Ent­ fernung zwischen dem Zielpunkt und dem Startpunkt ist, desto vielfältiger sind die Möglichkeiten, unter Be­ nutzung des gespeicherten Straßennetzes dorthin zu gelangen. Diese Wege sind nicht gleichwertig und der optimale Weg muß deshalb durch Berechnung ermittelt werden. Wegen der bei umfangreichen Rechnungen benö­ tigten Rechenzeit kann es geschehen, daß die Ergeb­ nisse dem Fahrer nicht rechtzeitig zur Verfügung ste­ hen, da er bereits eine Straßenabzweigung, an der er hätte abbiegen müssen, verfehlt hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Bestimmung einer Fahrt­ route zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt zu schaffen, welche auch bei ausgedehnten Straßennetzen schnell und sicher die optimale Fahrtroute ermittelt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß der Ver­ kehr in der Nähe des Startpunktes und Zielpunktes über Nebenstraßen geführt wird und die größeren Ent­ fernungen über Haupt- und Fernstraßen zurückgelegt werden. Dabei fassen die Haupt- und Fernstraßen die Verkehrsströme aus verschiedenen Gebieten zusammen. Werden bei einem größeren Gebiet nur die den Fernver­ kehr führenden Straßen berücksichtigt, so führt dies zu einem Straßennetz mit gröberer Maschendichte, die weniger Variationsmöglichkeiten auf unterschiedlichen Strecken bietet und dadurch auch weniger Rechenzeit beim fahrzeugeigenen Rechner benötigt.

Bei der Aufteilung des Straßennetzes in Ebenen wird zweckmäßig so vorgegangen, daß jedes Gebiet etwa die gleiche Anzahl von Variationsmöglichkeiten bei der Streckenfindung bietet und somit die gleiche Anzahl von Speicherplätzen im Rechner belegt und entspre­ chend die gleiche Rechenzeit erfordert. Daneben wer­ den aber auch die geographischen Gegebenheiten berück­ sichtigt, insbesondere ob zwischen den einzelnen Ge­ bieten mehrere unterschiedliche Übergänge bestehen.

Auch bei der Zusammenfassung mehrerer Gebiete der un­ teren oder einer untergeordneten Ebene zu einem Gebiet einer höheren Ebene wird nach den genannten Kriterien vorgegangen. Auf diese Weise können mehrere Ebenen ge­ bildet werden, die auch ländergrenzenübergreifend ei­ ne Fahrtroutenbestimmung ermöglichen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Maschen aus Straßen und Knoten gebildet werden, wobei die Knoten in der unteren Ebene Straßenverzweigungen und in der höheren Ebene Teilgebiete der unteren oder nächst­ unteren Ebene darstellen. Auf diese Weise läßt sich die Systematik jeweils beim Übergang von einer zur anderen Ebene fortsetzen und die Fahrtroutenbestim­ mung nach demselben Algorithmus durchführen. Zweck­ mäßig werden den Straßen und Knoten Widerstandswerte zugeordnet, die z.B. bei Fernstraßen wegen der gerin­ gen Entfernung und der kurzen Fahrzeit niedrig an­ gesetzt und bei Nebenstraßen mit vielen Kurven und Ortsdurchfahrten wegen der langen Wege und der lan­ gen Fahrzeit hoch angesetzt werden. Bei der Auswahl der Fahrtroute werden deshalb bevorzugt diejenigen Straßen berücksichtigt, welche den niedrigsten Wider­ standswert bieten.

Bei der Bestimmung einer optimalen Fahrtroute müssen unterschiedliche Kriterien berücksichtigt werden, um bei allen Konstellationen des Startpunktes und des Zielpunktes zu günstigen Ergebnissen zu gelangen. So wird zweckmäßig bei Lage des Startpunktes und Ziel­ punktes im selben Teilgebiet versucht, eine Fahrt­ route in diesem Teilgebiet zu bestimmen. Ist dies nicht möglich, wird versucht über ein angrenzendes Teil­ gebiet zum Ziel zu gelangen. Diese Vorgänge spielen sich noch in derselben Ebene ab.

Liegen Startpunkt und Zielpunkt weit auseinander, so werden dagegen die Hauptübergänge zwischen diesen Teil­ gebieten ermittelt, in der höheren Ebene die Übergangs­ widerstandsmatrizen gebildet und in der niedrigen Ebene diese mit den Widerstandswerten zwischen dem Startpunkt und den Übergängen des Startgebietes verknüpft. Für eine Optimierung wird anschließend auch noch ein angren­ zendes Teilgebiet als Leitgebiet berücksichtigt, um z.B. über eventuelle vorhandene Nebenstrecken noch ei­ ne abkürzende Zuführung zu den Fernstraßen zu ermög­ lichen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Be­ stimmung einer Fahrtroute zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt.

Diesbezüglich liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zu schaffen, welche auch bei größeren Straßen­ netzen eine schnelle und sichere Fahrtroutenbestimmung ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 durch die im kenn­ zeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Abspeicherung der verschiedenen Ebenen in unterschiedlichen Plätzen des Festwertspeichers wird erreicht, daß die Daten beim Übergang von einer zur anderen Ebene unmittelbar in den Arbeitsspeicher über­ führt werden können und dort für Berechnungen zur Ver­ fügung stehen. Die Daten des Straßennetzes in den un­ terschiedlichen Ebenen brauchen also nicht aus einer gemeinsamen Datei gesondert berechnet zu werden.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungs­ beispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Straßennetz eines größeren Gebietes auf der unteren Ebene und einer nächsthöheren Ebene,

Fig. 2 ein Straßennetz desselben Ge­ bietes auf einer weiteren hö­ heren Ebene,

Fig. 3 eine Darstellung des Gebietes aus einer weiteren höheren Ebene,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Veranschau­ lichung eines bevorzugten Ver­ fahrensablaufs,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Straßennetz, bei dem ein Ziel­ punkt nicht unmittelbar vom Startpunkt aus erreichbar ist,

Fig. 6 ein Straßennetz eines Gebietes zur Erläuterung des Verfahrens­ ablaufs,

Fig. 7 ein Straßennetz desselben Ge­ bietes auf einer nächsthöheren Ebene,

Fig. 8 eine Darstellung des Ford-Moore- Algorithmus,

Fig. 9 eine Tabelle zur Veranschau­ lichung des Ford-Moore-Algo­ rithmus,

Fig. 10 einen Ausschnitt aus einem Straßennetz mit einem Stadt­ bereich und einem Fernstraßen­ bereich,

Fig. 11 eine Darstellung einer Fahrt­ routenkorrektur, und

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist das Straßennetz eines größeren Gebietes, z.B. von der Größe der Bundesrepublik Deutschland dar­ gestellt. Das Straßennetz ist in Teilgebiete aufgeteilt, von denen zwei Teilgebiete 24 und 26 in der unteren Ebe­ ne dargestellt sind. Auf die Wiedergabe weiterer Teilge­ biete in der unteren Ebene wurde aus Gründen der Über­ sichtlichkeit verzichtet. In der nächsthöheren Ebene sind größere, grobmaschigere Teilgebiete 28 . . . 42 gezeigt. Jedes dieser Teilgebiete umfaßt wiederum mehrere kleinere nicht dargestellte Teilgebiete der unteren Ebene.

An den gemeinsamen Grenzen zweier Teilgebiete sind Über­ gänge ausgewiesen. In der unteren Ebene handelt es sich um Übergänge 44, in der nächsthöheren Ebene um Über­ gänge 46. Die Auswahl der Teilgebiete wird nach der lokalen Maschendichte des tatsächlichen Verkehrsnetzes unter Berücksichtigung von vorhandenen Verbindungs­ straßen getroffen. In Städten wird die Fläche eines Teilgebietes sehr klein, auf einem dünnbesiedelten Landgebiet sehr groß sein.

In Fig. 2 ist das Straßennetz desselben Gebietes wie in Fig. 1 auf einer weiteren höheren Ebene dargestellt. Aus den in Fig. 1 noch als räumlich ausgedehnt darge­ stellten Teilgebieten 28 . . . 42 sind Knoten gebildet worden. Die Verbindungen zwischen den Knoten werden durch Verbindungsstraßen 46 dargestellt, welche den Übergängen 46 in Fig. 1 entsprechen. Aus dem Vergleich der Darstellungen ist bereits die Systematik erkennbar, mit der die Aufteilung des Straßennetzes in Teilgebie­ te in unterschiedlichen Ebenen erfolgt. Zur Vervoll­ ständigung wird noch auf Fig. 3 verwiesen, bei der das gesamte Gebiet 48 aus Fig. 1 und Fig. 2 beim Übergang in eine weitere höhere Ebene in einen Knoten umgewan­ delt wird, aus dem nur noch Übergänge 50 zu Nachbar­ staaten hinausführen.

In dem Straßennetz werden den einzelnen Straßen und Ver­ zweigungen bzw. Verbindungen und Knoten Widerstandswer­ te zugeordnet. Diese Widerstandswerte kennzeichnen z.B. die Weglänge, die erforderliche Fahrzeit oder die mittle­ re Verkehrsdichte. Bei einem niedrigen Widerstandswert wird die betreffende Straße oder Verzweigung bzw. der Knoten oder die Verbindung bevorzugt zur Routenbestim­ mung herangezogen. Bei einem hohen Widerstandswert wird sie erst dann berücksichtigt, wenn andere Routenführun­ gen noch ungünstiger sind.

Da das erfindungsgemäße Verfahren bei beliebigen Konstel­ lationen von Startpunkt und Zielpunkt zu optimalen Ergeb­ nissen führen soll, sind mehrere Fallunterscheidungen zu treffen. Diese beziehen sich im wesentlichen auf die Frage, ob eine Verbindung in derselben Ebene oder in einer höheren Ebene bestimmt werden muß. Ein Flußdia­ gramm einer bevorzugten Ausführungsform, das diese Kriterien berücksichtigt, ist in Fig. 4 dargestellt.

Ausgehend vom Start 52 des Verfahrens werden zunächst in 54 die Teilgebiete bestimmt, in denen der Start­ punkt und der Zielpunkt gelegen sind. Dann wird in 56 unterschieden, ob sie im selben Teilgebiet liegen. Ein einfacher Fall liegt vor, wenn dies zutrifft. Dann wird nämlich in 58 unterschieden, ob der Zielpunkt vom Startpunkt innerhalb desselben Teilgebietes erreich­ bar ist oder nicht. Bei einer Ja-Entscheidung liegt der einfachste Fall vor und die Route kann dann un­ mittelbar festgelegt werden.

Anders ist zu verfahren, wenn der Zielpunkt nicht vom Startpunkt aus in demselben Teilgebiet erreichbar ist. Dann wird in 62 der Übergang mit dem geringsten Wider­ standswert vom Zielpunkt bestimmt. Anschließend werden in 64 das Teilgebiet, das an diesen Übergang angrenzt, und das den Startpunkt und den Zielpunkt enthaltende Teilgebiet zusammengefaßt. In 66 wird unterschieden, ob der Zielpunkt nun vom Startpunkt aus erreichbar ist. Trifft dies zu, so wird in 60 die Route festge­ legt. Die Zusammenführung der Ja-Entscheidungen aus 58 und 66 erfolgt in der Additionsstelle 90.

Der vorbeschriebene Unterfall ist in Fig. 5 erläutert. Dort besteht keine direkte Verbindung zwischen dem Startpunkt S und dem Zielpunkt Z im Teilgebiet 94. Es wird nun der Übergang mit dem geringsten Widerstands­ wert vom Zielpunkt Z bestimmt. Dies ist der Übergang 96. Das an diesem Übergang 96 angrenzende Teilgebiet 98 wird nun mit dem Teilgebiet 94 zusammengefaßt. Bei der nächsten Entscheidung, ob eine Verbindungsmöglich­ keit besteht, wird aufgrund der Straße 100 nun die Entscheidung bejaht und die Fahrtroute festgelegt.

Ist, wieder bezugnehmend auf Fig. 4, jedoch eine Verbin­ dung noch nicht möglich, so erfolgt über die Additions­ stelle 86 eine gemeinsame Weiterbehandlung des Verfah­ rensablaufs mit der Nein-Entscheidung in 56, bei der der Startpunkt und der Zielpunkt in unterschiedlichen Teilgebieten liegen. In diesem Fall werden in 68 die Widerstandswerte vom Zielpunkt zu den Übergängen des Zielgebietes bestimmt. Dann werden in 70 die Übergänge mit den Zielpunkt-Widerstandswerten initialisiert.

Nun erfolgt der Übergang in die nächsthöhere Ebene. In 72 werden die Übergangswiderstandsmatrizen in dem Straßennetz der nächsthöheren Ebene bestimmt. Anschlie­ ßend werden in 74 die Übergänge des Startgebietes mit dem Zielgebiet-Widerstandswerten initialisiert.

Nun erfolgt wieder der Übergang in die untere Ebene. In 76 wird unterschieden, ob der Widerstandswert zwischen dem Startpunkt und dem Zielgebiet endlich ist. Ist das der Fall, wird in 78 der Übergang bestimmt, welcher den geringsten Gesamtwiderstandswert zwischen dem Ziel­ gebiet und dem Startpunkt besitzt. Danach wird in 80 das Teilgebiet, welches an diesen Übergang angrenzt (Leitgebiet), mit dem Startgebiet zusammengefaßt und in 80 die Route festgelegt. Zur Zusammenführung der Verfahrensflüsse dient in diesem Fall die Additions­ stelle 92.

Der vorbeschriebene Verfahrensablauf ist in Fig. 6 und 7 verdeutlicht. Hier ist noch einmal ein Aus­ schnitt aus einem Straßennetz mit Teilgebieten 102 bis 112 dargestellt. Es werden also zunächst die Widerstandswerte an den Übergängen 114 bestimmt und diese mit den Zielpunkt-Widerstandswerten initiali­ siert. Dann erfolgt anhand des Straßennetzes, wie es Fig. 7 zeigt, die Bestimmung der Übergangswiderstands­ matrizen. Anschließend werden die Übergänge 116 des Startgebietes mit Zielgebiets-Widerstandswerten ini­ tialisiert.

Der Widerstandswert zwischen dem Startpunkt und dem Zielgebiet ist im vorliegenden Fall endlich. Bei Be­ stimmung des Überganges mit dem geringsten Gesamt­ widerstandswert ergibt sich der Übergang 116. Das an diesen Übergang anschließende Teilgebiet 110 wird zum Leitgebiet L. Da diese beiden Teilgebiete 110 und 112 nun zusammengefaßt werden, kann die Routenbe­ stimmung auch Nebenstrecken einschließen, die bei den Hauptübergängen 116 und 118 in der nächsthöheren Ebene nicht berücksichtigt sind. Es wird deshalb, wie Fig. 6 zeigt, die gestrichelte Straße 120 mit in die Routen­ bestimmung einbezogen.

Ist, unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4, der Wider­ standswert zwischen dem Startpunkt und dem Zielgebiet nicht endlich, wird von 76 nach 82 verzweigt und dort die Übergänge des Startgebietes mit Null initialisiert. Danach erfolgt in 84 die Bestimmung des Überganges mit dem geringsten Widerstandswert vom Startpunkt. Danach wird unter Verknüpfung des Verfahrensflusses durch die Additionsstelle 88 mit dem in 80 beschriebenen Verfah­ rensschritt fortgefahren, womit alle in Frage kommenden Variationen beim Durchlaufen des Verfahrens erläutert sind.

Fig. 8 zeigt ein Netzwerk, anhand dessen ein für die Berechnung des Straßennetzes möglicher Algorithmus, nämlich der umgekehrte Ford-Moore-Algorithmus erläu­ tert wird. Zwischenergebnisse bei Anwendung des Algo­ rithmus sind in Fig. 9 dargestellt.

Das abgebildete Netzwerk stellt eine Netzbeschreibung mit Informationen über die Vermaschung der Netzkanten mit den Knoten und Informationen über Verknüpfungs­ längen, z.B. der Zeitbedarf zum Durchfahren der einzel­ nen Kanten (Streckenwiderstand) sowie zum Durchfahren der Knotenbereiche jeweils vom Ende jeder dort ein­ treffenden zum Anfang jeder dort abgehenden Kante (Ab­ biegewiderstand) dar.

Jeder Kante des Netzes wird für beide Richtungen ein summierter Zeitbedarf bis zum Ziel (Zielwiderstand) und Optimal-Nachfolger (Nummer der nachfolgenden zum Ziel führenden Kante) zugeordnet. Es werden zwei Listen zur Vormerkung der im nächsten Verfahrensschritt zu bearbeitenden Kantennummern geführt.

Beim Startschritt werden die Zielwiderstände aller Kan­ ten des Netzes mit dem größten darstellbaren Wert be­ setzt. Der Zielwiderstand der Zielkante wird mit Null besetzt. Die Nummer der Zielkante wird in einer ersten Liste notiert.

Im ersten Schritt werden die Zielwiderstände aller Vor­ gänger von allen in der ersten Liste aufgeführten Kan­ ten mit den Widerstandswerten verglichen, die sich als Summe des Zielwiderstands der jeweiligen in der ersten Liste notierten Kante und den dazugehörigen Abbiege- und Streckenwiderständen ergeben. Ist diese Summe kleiner, so wird sie als neuer Zielwiderstand des jeweiligen Vorgängers notiert und die Nummer die­ ses Vorgängers in einer zweiten Liste abgespeichert.

In einem zweiten Schritt wird überprüft, ob die zwei­ te Liste leer ist. Trifft dies zu, so ist die Routen­ suche abgeschlossen, andernfalls werden alle in der zweiten Liste aufgeführten Kantennummern zur ersten Liste übertragen und das Verfahren mit dem ersten Schritt fortgesetzt.

Das beschriebene Verfahren funktioniert auch dann, wenn es mit mehr als einer Zielkante initialisiert wird. Es führt dann immer zum am schnellsten erreichbaren Ziel. Wird ein Zielwiderstand eines Zieles nicht mit Null, sondern einem beliebigen endlichen Widerstand initiali­ siert, so wird dies Ziel gegenüber dem anderen entspre­ chend der dort verwendeten Startwerte bevorzugt oder benachteiligt.

Fig. 10 zeigt zur Veranschaulichung der Festlegung von Widerstandswerten einen Ausschnitt aus einem Straßen­ netz mit einem Stadtbereich 122 und einem Fernstraßen­ bereich 124. Vom Startpunkt S zum Zielpunkt Z können sowohl Straßen des Stadtbereiches 122 als auch des Fernstraßenbereichs 124 ausgewählt werden. Bei der Abspeicherung des Straßennetzes werden die Straßen mit entsprechenden Widerstandswerten initialisiert. Dabei erhalten die Straßen des Stadtbereichs 122 ei­ nen hohen und diejenigen des Fernstraßenbereichs 124 einen niedrigen Widerstandswert zugeordnet. Diese Widerstandswerte werden dann bei der Auswahl der Fahrt­ route berücksichtigt.

Fig. 11 zeigt eine Darstellung einer Fahrtroutenkorrek­ tur. Zweckmäßig wird die Ist-Position des Fahrzeugs stän­ dig durch Fahrdatengeber ermittelt und dem Fahrer über ein Display oder eine Ansagevorrichtung Hinweise gege­ ben. Es wird angenommen, daß auf dem Weg vom Startpunkt S zum Zielpunkt Z die Empfehlung gegeben wird, der Stra­ ße 126 zu folgen. Fährt der Fahrer geradeaus die Straße 128, erfolgt ein Alarmsignal und es wird eine Entschei­ dung dahingehend abgerufen, ob ein "Fahrfehler" vorliegt oder eine "absichtliche Routenänderung" vorgenommen wur­ de.

Wird der erste Fall bestätigt, so erfolgt Fahrtrouten­ berechnung im unveränderten Netz.

Im zweiten Fall wird der Widerstandswert der Straße 126 stark erhöht, so daß dieser nicht mehr bei der Routenauswahl berücksichtigt wird.

In den Fällen, in denen die Betätigung der Eingabeein­ heit unterbleibt, wird der Widerstandswert des empfoh­ lenen, aber nicht gefahrenen Routenabschnitts automatisch schrittweise erhöht und die Route neu berechnet. Damit wird gewährleistet, daß bei irrtümlichen Abweichen die Möglichkeit einer Rückführung an die Stelle des Abwei­ chens existiert, diese jedoch bei mehrfacher Nichtbe­ folgung der Empfehlung immer unwahrscheinlicher wird und schließlich entfällt.

Fig. 12 zeigt schließlich noch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese umfaßt einen Rechner 10 mit einem Arbeitsspeicher 12 und einem Festwertspeicher 14, z.B. in Gestalt einer CD- ROM. Der Rechner 10 ist über ein Interface 134 mit einer Ein-Ausgabe-Einheit 16 sowie einem Fahrdaten­ geber 22 verbunden.

Im Rechner 10 werden über die Ein-Ausgabe-Einheit 16 die Identifikationen für den Startpunkt und den Ziel­ punkt im Straßennetz eingegeben. Nun werden aus dem Festwertspeicher 14 die für die Berechnung der Start- Ziel-Beziehung notwendigen Teile der Beschreibung des gespeicherten Straßennetzes von dem Festwertspeicher 14 in den Arbeitsspeicher 12 kopiert. Der Rechner 10 ist nun in der Lage, das vorbeschriebene Verfahren der Routenbestimmung durchzuführen. Nach Durchführung der Berechnung wird eine Reihe von Indentifikationen der Straßen über die Ein-Ausgabe-Einheit 16 gegeben, die beginnend mit der Ist-Position als nächstes zu befah­ ren sind, um der berechneten Route zu folgen.

Über die Ein-Ausgabe-Einheit 16 kann das Verfahren auch so beeinflußt werden, daß bei aktuellen Änderungen des Netzes, die nicht in der Beschreibung des Straßennetzes enthalten sind, eine Rückführung an diese Stelle nicht erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, daß der einem nicht befahrbaren Straßenabschnitt zugeordnete Widerstands­ wert wesentlich erhöht und die Routenbestimmung erneut durchgeführt wird.

Zur Speicherung der Netzbeschreibung des Straßennetzes ist der Festwertspeicher 14 in zwei Speicherbereiche 18 und 20 unterteilt. Aufgrund dieser beiden Speicher­ bereiche ist eine Routenbestimmung in beiden Ebenen und ein Übergang von einer zur anderen Ebene ohne Be­ rechnung der Daten aus einer einzigen gemeinsamen Netz­ beschreibung möglich. Im einzelnen umfaßt die Netzbe­ schreibung für das gesamte Netz nach Teilgebieten un­ terteilt

• - die Beschreibung aller Straßenabschnitte des Netzes,
• - den Zusammenhang der Straßenabschnitte untereinander,
• - den mittleren Zeitbedarf für das Durchfahren der Stra­ ßenabschnitte und der Verbindungen untereinander.

Ferner umfaßt die Netzbeschreibung für alle Teilgebiete des Netzes je

• - eine Liste von verkehrstechnisch wichtigen Hauptüber­ gängen, die in die benachbarten Teilgebiete führen,
• - eine Matrix von Netzwiderständen für die Verbindung der Hauptübergänge eines Teilgebietes untereinander.

Claims (15)

1. Verfahren zur Bestimmung einer Fahrtroute zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, welche innerhalb eines digital gespeicherten Straßennetzes gelegen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Stra­ ßennetz in wenigstens zwei Ebenen unterschiedlicher Maschendichte und Gebietsgröße zerlegt und gespei­ chert wird, wobei einer unteren Ebene mehrere klei­ nere Teilgebiete feiner Maschendichte und einer höhe­ ren Ebene ein oder mehrere größere Teilgebiete grö­ berer Maschendichte zugewiesen sind, und daß begin­ nend bei der unteren Ebene das Straßennetz auf eine mögliche Fahrtroute untersucht und bei negativen Er­ gebnissen so lange in die nächst höhere Ebene über­ gegangen wird, bis ein positives Ergebnis erzielt wird, und dann die Fahrtroute innerhalb derselben Ebene oder zwischen den Ebenen auf- und absteigend festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb der unteren Ebene alle befahr­ baren Straßen und innerhalb der höheren Ebene nur die Straßen enthalten sind, die die Teilgebiete der unte­ ren oder nächstunteren Ebene verbinden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Maschen aus Straßen und Knoten gebildet werden, wobei die Knoten in der unteren Ebene Straßenverzweigungen und in den höheren Ebenen Teilge­ biete der unteren oder nächstunteren Ebene darstellen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß den Straßen und Knoten Widerstandswerte in Abhängigkeit der Fahr­ strecke und/oder der mittleren Fahrzeit und/oder der Verkehrsdichte zugewiesen werden, und daß die Straßen und Knoten mit dem insgesamt geringsten Widerstands­ werten ausgewählt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Route vom Zielpunkt rückwärts zum Startpunkt bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Route nach dem umgekehrten Ford- Moore-Algorithmus bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ gebiete des Startpunktes und Zielpunktes bestimmt werden, daß bei Lage in demselben Teilgebiet die Mög­ lichkeit überprüft wird, den Zielpunkt vom Start­ punkt aus zu erreichen, und daß bei Lage in einem anderen Teilgebiet Widerstandswerte vom Zielpunkt zu den Übergängen des das Ziel umfassenden Gebietes (Zielgebiet) bestimmt werden (Zielpunkt-Widerstands­ werte), die Übergänge mit den Zielpunkt-Widerstands­ werten initialisiert werden, daß bei dem Straßennetz in der höheren Ebene dann Übergangswiderstandsmatrizen gebildet werden und anschließend die Übergänge des den Startpunkt umfassenden Gebietes (Startgebiet) mit den Widerstandswerten des Zielgebietes initialisiert wer­ den (Zielgebiets-Widerstandswerte) und daß danach die Endlichkeit von Widerstandswerten zwischen dem Start­ punkt und dem Zielgebiet überprüft wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Erreichbarkeit des Zielpunktes vom Startpunkt in demselben Teilgebiet die Route fest­ gelegt wird, und daß bei Nichterreichbarkeit der Übergang mit dem geringsten Widerstandswert vom Ziel­ punkt (Zielpunkt-Widerstand) bestimmt wird, daß das Teilgebiet, das an diesen Übergang angrenzt, und das ursprüngliche Zielgebiet zusammengefaßt werden, daß erneut die Möglichkeit geprüft wird, den Zielpunkt vom Startpunkt zu erreichen, daß bei Erreichbarkeit die Route festgelegt wird, und daß bei Nichterreich­ barkeit mit der Bestimmung der Widerstandswerte vom Zielpunkt zu den Übergängen des Zielgebietes fortge­ fahren wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei endlichem Widerstandswert zwischen dem Startpunkt und dem Zielgebiet der Über­ gang des Startgebietes mit dem geringsten Gesamtüber­ gangswiderstand zwischen dem Zielgebiet und dem Start­ punkt bestimmt wird, daß das Teilgebiet, das an die­ sen Übergang angrenzt (Leitgebiet), und das Startge­ biet zusammengefaßt werden und die Route festgelegt wird, und daß bei nichtendlichem Widerstandswert zwischen dem Startpunkt und dem Zielgebiet die Über­ gänge des Startgebietes mit Null initialisiert wer­ den, daß der Übergang bestimmt wird, der den geringsten Widerstandswert vom Startpunkt bietet, und daß mit der Zusammenfassung des an diesen Übergang angrenzen­ den Teilgebietes und des Startgebietes fortgefahren wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Route auf einem Display angezeigt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Route mit aktuellen Fahrdaten verglichen und bei Straßen­ verzweigungen die empfohlene Fahrtrichtung auf einem Display angezeigt und/oder sprachsynthetisch ausge­ geben wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ab­ weichung von der empfohlenen Fahrtroute Alarm gegeben und eine Abfrage nach "Fahrfehler" oder "absichtliche Routenänderung" aktiviert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Eingabe "Fahrfehler" die Route weiterhin im unveränderten Netz berechnet wird, und bei Eingabe "absichtliche Routenänderung" die Route neu berechnet wird, nachdem die Straße im Netz ge­ strichen (mit unendlichem Widerstand versehen) wurde, die als erste der zuletzt auf der berechneten Route befahrenen Straße auf dieser Route folgte.

14. Vorrichtung zur Bestimmung einer Fahrtroute zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt, welche innerhalb eines digital gespeicherten Straßennetzes gelegen sind, bestehend aus einem Rechner (10) mit einem Arbeitsspeicher (12) und einem Festwertspei­ cher (14) sowie einer Anzeige- und Bedieneinheit (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (14) unterschiedliche Speicherplätze (18, 20) für wenigstens zwei Ebenen unterschiedlicher Maschendichte und Ge­ bietsgröße des Straßennetzes umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich ein Fahrdatengeber (22) vor­ gesehen ist und mit dem Rechner (10) verbunden ist.