DE3801888A1 - Trassenfuehrungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trassenführung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbeson­ dere eine Ein-Ausgabeeinrichtung, die vorzugsweise in eine herkömmliche Sonnenblende eines Kraftfahrzeugs integriert wird.

Es sind elektronische Orientierungssysteme bekannt, mit des­ sen Hilfe ein Kraftfahrzeugführer Fahrtziele, die zu Beginn der Fahrt eingegeben werden, erreichen kann. Diese Orientie­ rungssysteme verfügen über einen Speicher, in dem z.B. das Straßennetz von Städten und deren Verbindungswege gespeichert sind. Ein Navigationsrechner bestimmt durch Koppelnavigation aus der zurückgelegten Wegstrecke und der jeweils eingeschla­ genen Richtung sowie der auf den Nordpol bezogenen absoluten Richtungsinformation den Standort des Fahrzeugs und des ange­ steuerten Ziels. Die Ergebnisse der Koppelnavigation werden mit den gespeicherten Straßeninformationen verglichen und über einen Monitor ausgegeben, z.B. als Abbildung der Straßenkarte sowie dem darauf angegebenen Fahrzeugstandort und des gewähl­ ten Ziels.

Ein derartiges Ortungs- und Navigationssystem für Landfahr­ zeuge ist beispielsweise in der DE-A-35 12 127 beschrieben. Nach diesem bekannten Verfahren werden bei Fahrtbeginn der Start- und Zielpunkt über eine Dateneingabeeinrichtung einge­ geben und für den augenblicklichen Standort eine Knotenortung durchgeführt. Die Fahrzeugbewegungen werden nach Fahrtrichtung und Wegstrecke erfaßt und mit gespeicherten Netzdaten für die möglichen Routen verglichen. Nach bestimmten Bewertungskrite­ rien wird vor jeder Straßenkreuzung die Richtung ausgewählt, die auf dem jeweils optimalen Weg zum Ziel führt. Wird eine andere Richtung eingeschlagen, d.h. nicht die ausgewählte Rich­ tung, wird aus der neuen Position und dem Zielort wieder der optimale Weg ermittelt.

Aus der DE-A-36 09 287 ist ein weiteres Navigationssystem zur Führung eines Fahrzeugs entlang einer voreingestellten Fahrt­ route bekannt. Bei diesem System ist die Navigation erst ab Erreichen von auf der Fahrtroute liegenden definierten Schnitt­ punkten oder Knotenpunkten möglich.

Die bekannten Orientierungssysteme setzen voraus, daß bei Um­ leitungen und verfehlten Wegkreuzungen, bzw. wenn der Kraft­ fahrer von dem vorgeschlagenen Weg abweicht, das System durch Navigation den neuen Standort zuverlässig ermittelt und die jeweils neue Fahrtroute zu dem angesteuerten Ziel neu bestimmt. Dazu ist eine aufwendige Koppelnavigation erforderlich, für die jeweils ständig die eingeschlagene Richtung, die dabei zu­ rückgelegte Wegstrecke und eine auf den Nordpol bezogene abso­ lute Richtungsinformation notwendig sind. Die zur Durchführung dieser bekannten Verfahren benötigten Systeme haben einen kom­ plizierten Aufbau und sind teuer. Zur Bestimmung der zurückge­ legten Wegstrecke und der jeweils eingeschlagenen Richtung werden an beiden Hinterrädern Radsensoren angebracht, und zur Berechnung ausgenutzt, daß das kurveninnere Rad eine andere Entfernung zurücklegt als das kurvenäußere Rad. Unterschiedli­ che Reifengrößen, beispielsweise infolge eines unterschiedli­ chen Abriebs beider Hinterräder oder eines ungleichen Reifen­ drucks können hier zu Fehlern führen. Zur Bestimmung der ab­ soluten Richtungsinformation, bezogen auf den Nordpol, ist ein Kompaß erforderlich, der elektronisch das Erdmagnetfeld erfaßt. Mögliche Fehlerquellen sind hier die Abschirmung durch größere metallische Flächen, z.B. der Aufbau von Lastkraftfahrzeugen oder das von einem Generator erzeugte Magnetfeld. Als weiterer Nachteil ist der hohe Rechneraufwand zu nennen, der durch die fortlaufende Verfolgung des eingeschlagenen Wegs bzw. der Stand­ ortbestimmung entsteht.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfah­ ren und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung be­ reitzustellen, mit dessen Hilfe einem Fahrzeugführer die not­ wendigen Weginformationen zum Einhalten einer Fahrtroute zwi­ schen einem Startort und einem Zielort gegeben werden.

Dieses Ziel wird erreicht mit einem Verfahren bzw. mit einer Vorrichtung, die die Merkmale der Patentansprüche aufweisen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nach Eingeben des Start- und des Zielortes, anhand von gespeicherten Trassenin­ formationen nachbestimmten Bewertungskriterien, eine Fahrt­ route ausgewählt. Über eine Ausgabeeinrichtung werden die zum Einhalten der ausgewählten Fahrtroute notwendigen Weginforma­ tionen ausgegeben, die abhängig von der zurückgelegten Weg­ strecke jeweils aktualisiert wird.

Vorteilhafterweise werden die Trasseninformationen in Form eines Lageplans und eines Höhenplans von Verkehrswegen, ins­ besondere Straßen gespeichert. Die Linienführung einer Straße ist dadurch vollständig festgelegt. Vorzugsweise wird die Mittellinie einer Straße gespeichert und als Referenz zum Ver­ gleich mit der zurückgelegten Strecke herangezogen.

Vorzugsweise sind einzelne Abschnitte der Verkehrswege, die in in dem Lageplan und Höhenplan enthalten sind, in Form von Vek­ toren gespeichert, die jeweils die Richtung, Länge und Stei­ gung, bezogen auf einen Ursprungspunkt angeben.

Weiterhin bevorzugt ist, daß jedem Vektor oder einer Gruppe von Vektoren Angaben, wie Ortsbezeichnungen, Verkehrswegbe­ zeichnungen zugeordnet sind. Anstelle von Ortsnamen oder gege­ benenfalls zusätzlich sind die Postleitzahlen gespeichert. Die Bezeichnung der Straßen entspricht vorteilhafterweise der üblichen Verkehrsbeschilderung, z.B. A 1 für Autobahnen, B 12 für Bundesstraßen, L 3014 für Landstraßen, oder K 2018 für Kreisstraßen.

Bevorzugt werden als Bewertungskriterium für die Auswahl einer Fahrtroute die durchschnittlich zu erwartende Fahrzeit ent­ sprechend der schnellstmöglichen Verbindung oder die kürzeste Weglänge mit entsprechend niedrigerem Kraftstoffverbrauch heran­ gezogen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden rechtzeitig vor Erreichen eines Verkehrsknotenpunkts, z.B. Kreuzungen, oder Abzweigungen, die zur Ein­ haltung der ausgewählten Fahrtroute notwendigen Weginformatio­ nen ausgegeben. Beispielsweise wird die einzuhaltende Haupt­ fahrrichtung mit folgendem Hinweis angegeben "Autobahn A 8 Richtung Salzburg bis Rosenheimer Kreuz fahren" und als näch­ ste Weginformation würde vor Erreichen des Rosenheimer Kreuzes der Hinweis folgen "geradeaus nach Salzburg fahren".

Vorzugsweise wird eine bevorstehende Wegänderung akustisch oder visuell signalisiert. Die Weginformationen entsprechen erfindungsgemäß der Straßenbeschilderung und geben die jeweils auf den Vorwegweisern oder Wegweisern genannten Hauptrichtun­ gen an.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es ohne ein eigenes Navigationssystem auskommt und nur der mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Weg erfaßt werden muß. Der Führer des Kraftfahrzeuges muß lediglich den Start- und den Zielort zu Beginn der Fahrt eingeben. Das System wählt die nach dem eingestellten Bewertungskriterium günstigste Fahrtroute aus und gibt während der Fahrt die notwendigen Weginformationen, die es dem Fahrzeugführer gestatten, die Fahrtroute sicher einzuhalten.

Durch die Erfassung der zurückgelegten Wegstrecke und den Ver­ gleich mit der Wegstrecke für die gespeicherte Fahrtroute wird die Annäherung des Fahrzeugs an einen Verkehrsknotenpunkt de­ tektiert und rechtzeitig vorher die neuen Weghinweise ausgegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens und eine besonders vorteilhafte Ausgabeeinrichtung werden anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Trassenführung,

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform einer in eine her­ kömmliche Sonnenblende eingepaßten Ausgabeeinrichtung,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils der Anzeigevor­ richtung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer Eingabeeinrich­ tung.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfaßt einen Massenspeicher 1 zur Speicherung der Trassen­ informationen, eine Eingabeeinrichtung 3 zum Eingeben des Start- und des Zielortes, eine Prozessoreinrichtung 5 zum Aus­ wählen einer Fahrtroute zwischen dem Start- und Zielort anhand der gespeicherten Trasseninformationen nach bestimmten Bewer­ tungskriterien, eine Ausgabeeinrichtung 7 zum Ausgeben von Weg­ informationen für die ausgewählte Fahrtroute und eine Weg­ streckenmeßeinrichtung 9, wobei die Prozessoreinrichtung 5 abhängig von Signalen der Wegstreckenmeßeinrichtung 9, die Weg­ informationen für die ausgewählte Fahrtroute nacheinander an die Ausgabeeinrichtung 7 abgibt.

Als Massenspeicher wird vorzugsweise eine magnetische Fest- bzw. Wechselplatte mit einer Speicherkapazität von ca. 100 MByte, vorzugsweise 40 MByte verwendet. Ebenso einsetz­ bar sind als Massenspeicher optische Speicher wie CD-ROM oder WORM. Bei Erweiterung der Vorrichtung können zusätzliche Massenspeicher verwendet werden, z.B. eine Kombination von optischen und magnetischen Speichern.

Die Prozessoreinrichtung 5 steht mit dem Massenspeicher über einen Datenbus 6 in Verbindung. Die Eingabe- und Ausgabeein­ richtung 3, 7 steht über eine Verbindungsleitung 2 und ein Konsolen-Port 4 in Verbindung mit dem Datenbus 6. Als Verbin­ dungsleitung 2 dienen vorzugsweise Zweidrahtleitungen (twistet pair), die eine schnelle Datenübertragung gestatten. Die Weg­ streckenmeßeinrichtung 9 ist über ein I/O-Port 8 mit dem Daten­ bus 6 verbunden. Für die Datenübertragung zwischen den Kompo­ nenten sind auch Lichtwellenleiter einsetzbar.

Die in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Sonnenblende 10 weist eine Ausgabeeinrichtung 7 und eine Eingabeeinrichtung 3 auf. Die Ausgabe- und die Eingabeeinrichtung stehen vorzugsweise über ein Verbindungskabel 2, das an einer der Halterung für die Sonnenblende 10 hindurchgeführt ist, mit dem Konsolen-Port 4 (s. Fig. 1) in Verbindung. Wegen der Flachbauweise ist eine LCD-Anzeige zum Einbau in eine Sonnenblende besonders vorteil­ haft. Diese hat vorzugsweise eine Hintergrundbeleuchtung und somit gute Eigenschaften hinsichtlich Kontrast und Hellig­ keit. Bei der dargestellten Ausführungsform wird als Eingabe­ einrichtung eine Kombination aus einem Schieberegler, der in X- und Y-Richtung bewegbar ist, und zwei Eingabetasten verwen­ det. Diese werden wie bei der bekannten Maus für die Computer­ bedienung eingesetzt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Eingabeeinrichtung ein getrenntes Tastenfeld verwendet, bei­ spielsweise eine berührungsempfindliche Folientastatur.

Ein solches Tastenfeld ist beispielhaft in Fig. 5 dar­ gestellt und weist neben den Ziffern 0 bis 9 die Buchstaben des Alphabets auf. Dieses Tastenfeld wird vorzugsweise im Kraft­ fahrzeug im Bereich der Sonnenblende, insbesondere in der im Dachbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Mulde für die ver­ schwenkbare Sonnenblende angeordnet Dazu ist die Folientastatur über eine biegbare Flachdrahtleitung mit der Ausgabeeinrich­ tung in Verbindung. Mit dieser kombinierten Eingabe/Ausgabe­ einheit werden sowohl die Start- und Zielangaben oder die ge­ wünschten Bewertungskriterien für die Auswahl der Fahrtrouten eingegeben als auch die Weginformationen ausgegeben.

Die erfindungsgemäße Ausgabeeinrichtung gemäß Fig. 3 weist eine Basisplatte 11 mit ersten Halteeinrichtungen 12, 13 einen Rah­ men 20 mit zweiten Halteeinrichtungen 22, 23 und eine Anzeige­ einheit 30 auf. Die Anzeigeeinheit ist auf ersten Stützflä­ chen 14, 15 von an der Basisplatte 11 angebrachten Stegen oder Noppen befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise mit einer Schraubverbindung. Zum Schutz der Anzeigeeinheit 30 ist an der Oberseite eine Abdeckung 31 aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoff vorgesehen. Die Halteeinrichtungen 12, 13 an der Basisplatte 11 und die Halteeinrichtungen 22, 23 an dem Rah­ men 20 liegen jeweils so einander gegenüber, daß sie aufeinan­ der aufsteckbar sind und dabei in Eingriff kommen. Die jeweils einander gegenüberliegenden Halteeinrichtungen 12, 22 bzw. 13, 23 weisen einander gegenüberliegende komplementäre Schrägflä­ chen und Eingriffsnasen auf, und bilden eine herkömmliche Rast­ verbindung.

Die erfindungsgemäße Ausgabeeinrichtung wird in einen in eine herkömmliche Sonnenblende 10 eingebrachten Ausschnitt einge­ setzt, wobei die äußeren Ränder der Basisplatte 11 und des Rahmens 20, die z.B. aus Polyurethan-Schaumstoff bestehende Sonnenblende einklemmen.

Vorzugsweise ist in der Ausgabeeinrichtung 7 der Controler oder die Bildspeichereinheit mit enthalten (hier nicht darge­ stellt). Über die Verbindungsleitung 2 werden dann beispiels­ weise das Videosignal, horizontal-vertikal Synchronisiersignal und die Spannungsversorgung (0, +12 Volt) übertragen.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausschnittsvergrößerung zeigt die Rastverbindung zwischen der ersten Halteeinrichtung 12 und der zweiten Halteeinrichtung 22 sowie die erste Stützfläche 14, einen Teil der Anzeigeeinheit 30 sowie der Abdeckung 31 und die zwischen der Basisplatte 11 und dem Rahmen 20 angeordnete Sonnenblende 10. Anstelle einer Klemmverbindung könnte auch eine Schraub- oder Klebverbindung zwischen der Basisplatte und dem Frontrahmen verwendet werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung 31 der Anzeigeeinheit 30 als berührungsempfind­ liche Schicht ("touch Folie") ausgebildet und mit der Anzeige­ einheit 30 elektrisch verbunden. Dies hat den Vorteil, daß Tastenfelder mit unterschiedlichen Symbolen eingeblendet wer­ den können und die Eingabe von z.B. Befehlen oder Daten über die "touch Folie" erfolgt. Gegebenenfalls kann bei dieser Ausführungsform ein getrenntes Tastenfeld (gem. Fig. 5) wegge­ lassen werden.

Als Wegstreckenmeßeinrichtung kann ein konventioneller Kilo­ meterzähler verwendet werden, dessen Eingangssignale in elektrische vorzugsweise digitale Signale gewandelt werden. Bevorzugt werden als Wegstreckenmeßeinrichtung Sensoreinrich­ tungen an mindestens einem der Fahrzeugräder angeordnet, z.B. Induktionsgeber, die bei mindestens jeder Umdrehung des Fahr­ zeugrades ein Signal liefern, das zur Wegstreckenbestimmung verwendet wird. Es wird bevorzugt die Sensoreinrichtungen an einem der Straßenmittellinie näherliegenden Fahrzeugrad, in z.B. der BRD am linken Rad, anzuordnen, weil der von diesem Fahrzeugrad zurückgelegte Weg gegenüber der Straßenmittel­ linie und damit der gespeicherten Information die geringere Abweichung aufweist.

Claims (21)

1. Verfahren zur Trassenführung von Landfahrzeugen, gekennzeichnet durch Eingeben des Start- und des Zielortes, Auswählen einer Fahrtroute zwischen dem Start- und Zielort anhand von ge­ speicherten Trasseninformationen nach bestimmten Bewer­ tungskriterien, Ausgeben von Weginformationen für die ausgewählte Fahrtroute, wobei die Weginformation abhängig von der zurückgelegten Wegstrecke auf der Fahrtroute aktu­ alisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trasseninformation den Lageplan und den Höhenplan von Ver­ kehrswegen umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageplan und der Höhenplan in Form von Vektoren gespeichert sind, die die Richtung, Länge und Steigung einzelner Ab­ schnitte von Verkehrswegen angeben.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je­ dem Vektor oder einer Gruppe von Vektoren Angaben wie Orts­ bezeichnungen, Verkehrswegbezeichnungen oder ähnliches zu­ geordnet sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Bewertungskriterium die Fahrzeit oder die Weglänge auswählbar sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zurückgelegte Wegstrecke erfaßt wird, diese mit der Wegstrecke für die ausgewählte Fahrtroute verglichen wird und eine Wegänderung oder Wegfortsetzung signalisiert und angezeigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Weginformation akustisch und/oder visuell sig­ nalisiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Weginformation mit der tatsächlichen Straßenbeschilderung, wie Vorwegweiser und Wegweiser über­ einstimmt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch wenigstens einen Massenspeicher (1), eine Eingabeeinrichtung (3), eine Prozessoreinrichtung (5), eine Ausgabeeinrichtung (7) und eine Wegstreckenmeßeinrichtung (9).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenspeicher (1) und die Prozessoreinrichtung (5) über einen Datenbus (6) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (3) und die Ausgabeeinrichtung (7) über eine Verbindungsleitung (2) und ein Konsolen-Port (4) mit dem Datenbus (6) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wegstreckenmeßeinrichtung (9) über ein I/O- Port (8) mit dem Datenbus (6) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Massenspeicher eine Festplatte mit vorzugsweise einer Speicherkapazität von 40 MByte ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung ein Plasmadisplay, eine LCD-Anzeige oder einen Flachbildschirm aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (7) einen Controler und/oder einen Bildspeicher aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (3) eine Folien­ tastatur aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (3) ein auf der Ausgabeeinrichtung (7) aufgebrachtes berührungsempfindli­ ches Tastenfeld aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (3) und/oder die Ausgabeeinrichtung (7) an einer Sonnenblende (10) für Kraft­ fahrzeuge angeordnet sind.

19. Ausgabeeinrichtung zur Verwendung bei einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 9 bis 18, gekennzeichnet durch eine Basisplatte (11) mit ersten Halteeinrichtungen (12, 13), einem Rahmen (20) mit zweiten Halteeinrichtungen (22, 23), und einer Anzeigeeinheit (30), wobei die Anzeigeeinheit (30) zwischen der Basisplatte (11) und dem Rahmen (20) angeord­ net ist.

20. Ausgabeeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Ausschnitt in einer Sonnenblende (10) an­ geordnet ist.

21. Ausgabeeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (11) und der Rahmen (20) den Rand des Ausschnitts in der Sonnenblende (10) überdeckend in Ein­ griff nehmen.